Nhà sinh vật học Gregor Mendel. Gregor Mendel - Cha đẻ của Di truyền học hiện đại

Linh mục và nhà thực vật học người Áo Gregor Johann Mendel đã đặt nền móng cho khoa học di truyền. Ông đã suy luận một cách toán học các quy luật di truyền mà ngày nay được đặt theo tên ông.

Johann Mendel sinh ngày 22 tháng 7 năm 1822 tại Heisendorf, Áo. Ngay từ khi còn nhỏ, anh đã bắt đầu tỏ ra thích thú với việc nghiên cứu thực vật và môi trường. Sau hai năm học tại Viện Triết học ở Olmütz, Mendel quyết định vào tu viện ở Brünn. Điều này xảy ra vào năm 1843. Trong nghi thức tấn phong khi còn là một tu sĩ, ông được đặt tên là Gregor. Vào năm 1847, ông trở thành linh mục.

Cuộc đời của một giáo sĩ không chỉ có những lời cầu nguyện. Mendel đã cố gắng dành nhiều thời gian cho việc nghiên cứu và khoa học. Năm 1850, ông quyết định tham gia kỳ thi để trở thành giáo viên nhưng thất bại và nhận được điểm “D” về sinh học và địa chất. Mendel dành 1851-1853 tại Đại học Vienna, nơi ông nghiên cứu vật lý, hóa học, động vật học, thực vật học và toán học. Khi trở lại Brunn, Cha Gregor bắt đầu giảng dạy ở trường, mặc dù ông chưa bao giờ vượt qua kỳ thi để trở thành giáo viên. Năm 1868, Johann Mendel trở thành trụ trì.

Mendel đã tiến hành các thí nghiệm của mình, cuối cùng dẫn đến khám phá giật gân về các quy luật di truyền, trong khu vườn giáo xứ nhỏ của ông kể từ năm 1856. Cần lưu ý rằng môi trường của Đức Thánh Cha đã góp phần vào việc nghiên cứu khoa học. Thực tế là một số bạn bè của ông có trình độ học vấn rất tốt trong lĩnh vực khoa học tự nhiên. Họ thường tham dự nhiều hội thảo khoa học khác nhau, trong đó Mendel cũng tham gia. Ngoài ra, tu viện còn có một thư viện rất phong phú, trong đó Mendel đương nhiên là một người thường xuyên lui tới. Ông rất lấy cảm hứng từ cuốn sách "Nguồn gốc các loài" của Darwin, nhưng người ta biết chắc chắn rằng các thí nghiệm của Mendel đã bắt đầu từ rất lâu trước khi tác phẩm này được xuất bản.

Vào ngày 8 tháng 2 và ngày 8 tháng 3 năm 1865, Gregor (Johann) Mendel phát biểu tại các cuộc họp của Hiệp hội Lịch sử Tự nhiên ở Brünn, nơi ông nói về những khám phá bất thường của mình trong một lĩnh vực vẫn chưa được biết đến (sau này được gọi là di truyền học). Gregor Mendel đã tiến hành thí nghiệm trên những hạt đậu đơn giản, tuy nhiên, sau đó phạm vi đối tượng thí nghiệm đã được mở rộng đáng kể. Kết quả là, Mendel đã đi đến kết luận rằng các đặc tính khác nhau của một loài thực vật hoặc động vật cụ thể không chỉ xuất hiện tự nhiên mà còn phụ thuộc vào “bố mẹ”. Thông tin về những đặc điểm di truyền này được truyền qua gen (một thuật ngữ do Mendel đặt ra, từ đó có thuật ngữ "di truyền"). Ngay trong năm 1866, cuốn sách "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Thí nghiệm với cây lai") của Mendel đã được xuất bản. Tuy nhiên, những người đương thời không đánh giá cao tính cách mạng trong những khám phá của vị linh mục khiêm tốn đến từ Brunn.

Nghiên cứu khoa học của Mendel không làm ông mất tập trung vào công việc hàng ngày. Năm 1868, ông trở thành trụ trì, cố vấn cho toàn bộ tu viện. Trên cương vị này, ông đã bảo vệ xuất sắc lợi ích của nhà thờ nói chung và tu viện Brunn nói riêng. Ông rất giỏi tránh xung đột với chính quyền và tránh đánh thuế quá cao. Ngài rất được giáo dân và học sinh, các tu sĩ trẻ yêu mến.

Ngày 6 tháng 1 năm 1884, cha của Gregor (Johann Mendel) qua đời. Ông được chôn cất tại quê hương Brunn. Danh tiếng của một nhà khoa học đến với Mendel sau khi ông qua đời, khi các thí nghiệm tương tự như thí nghiệm của ông vào năm 1900 được thực hiện độc lập bởi ba nhà thực vật học châu Âu, họ đã đưa ra kết quả tương tự như của Mendel.

Gregor Mendel - giáo viên hay tu sĩ?

Số phận của Mendel sau Viện Thần học đã được sắp đặt sẵn. Vị giáo sĩ hai mươi bảy tuổi, được thụ phong linh mục, đã nhận được một giáo xứ xuất sắc ở Old Brünn. Anh ấy đã chuẩn bị thi lấy bằng tiến sĩ thần học suốt một năm thì những thay đổi nghiêm trọng xảy ra trong cuộc đời anh ấy. Georg Mendel quyết định thay đổi số phận của mình một cách khá đột ngột và từ chối thực hiện các nghi lễ tôn giáo. Anh ấy muốn nghiên cứu về thiên nhiên và vì niềm đam mê này, anh ấy quyết định đăng ký học tại Nhà thi đấu Znaim, nơi mà lúc này lớp 7 đang khai giảng. Anh ấy đang ứng tuyển vào vị trí “giáo sư phụ”.

Ở Nga, “giáo sư” là một chức danh thuần túy của trường đại học, nhưng ở Áo và Đức, ngay cả giáo viên dạy học lớp một cũng được gọi chức danh này. Phòng tập thể dục bổ sung - điều này có thể được dịch là "giáo viên bình thường", "trợ lý giáo viên". Đây có thể là một người có khả năng lĩnh hội môn học xuất sắc, nhưng vì anh ta không có bằng tốt nghiệp nên anh ta được thuê khá tạm thời.

Một tài liệu cũng đã được lưu giữ giải thích quyết định bất thường như vậy của Mục sư Mendel. Đây là một lá thư chính thức gửi cho Giám mục Bá tước Schafgotsch từ tu viện trưởng tu viện St. Thomas, Đức Giám mục Nappa.” Thưa Đức Giám mục nhân hậu! Đoàn chủ tịch cấp cao Hoàng gia-Hoàng gia, theo sắc lệnh số Z 35338 ngày 28 tháng 9 năm 1849, coi điều tốt nhất là bổ nhiệm Canon Gregor Mendel làm người thay thế tại Nhà thi đấu Znaim. “... Vị giáo sĩ này có lối sống kính sợ Chúa, kiêng khem và cư xử nhân đức, hoàn toàn tương ứng với cấp bậc của mình, kết hợp với lòng sùng mộ lớn lao đối với khoa học... Tuy nhiên, có phần kém thích hợp hơn cho việc chăm sóc linh hồn các linh hồn. Thưa giáo dân, một khi anh ta thấy mình ở bên giường bệnh nhân, khi nhìn thấy đau khổ, chúng ta bị choáng ngợp bởi sự bối rối không thể vượt qua và từ đó chính anh ta trở nên nguy kịch, điều này khiến tôi phải từ bỏ anh ta nhiệm vụ của một cha giải tội.

Vì vậy, vào mùa thu năm 1849, giáo sĩ và người ủng hộ Mendel đã đến Znaim để bắt đầu nhiệm vụ mới. Mendel kiếm được ít hơn 40% so với những đồng nghiệp có bằng cấp của ông. Ông được đồng nghiệp kính trọng và được học trò quý mến. Tuy nhiên, ông không dạy các môn khoa học tự nhiên ở nhà thi đấu mà là văn học cổ điển, ngôn ngữ cổ và toán học. Cần có bằng tốt nghiệp. Điều này sẽ giúp giảng dạy thực vật học và vật lý, khoáng vật học và lịch sử tự nhiên. Có 2 con đường dẫn đến bằng tốt nghiệp. Một là tốt nghiệp đại học, một cách khác - một cách ngắn hơn - là vượt qua các kỳ thi ở Vienna trước một ủy ban đặc biệt của Bộ Giáo phái và Giáo dục Hoàng gia để có quyền dạy môn này môn nọ trong các lớp đó.

định luật Mendel

Cơ sở tế bào học của định luật Mendel dựa trên:

Cặp nhiễm sắc thể (cặp gen quyết định khả năng phát triển bất kỳ tính trạng nào)

Đặc điểm của bệnh teo cơ (các quá trình xảy ra trong bệnh teo cơ, đảm bảo sự phân kỳ độc lập của nhiễm sắc thể với các gen nằm trên chúng đến các điểm cộng khác nhau của tế bào, sau đó thành các giao tử khác nhau)

Đặc điểm của quá trình thụ tinh (sự kết hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể mang một gen từ mỗi cặp alen)

Phương pháp khoa học của Mendel

Các mô hình cơ bản về truyền các đặc điểm di truyền từ cha mẹ sang con cháu đã được G. Mendel thiết lập vào nửa sau thế kỷ 19. Ông đã lai những cây đậu có các đặc điểm riêng biệt và dựa trên kết quả thu được, ông chứng minh ý tưởng về sự tồn tại của khuynh hướng di truyền chịu trách nhiệm cho sự biểu hiện của các tính trạng. Trong các tác phẩm của mình, Mendel đã sử dụng phương pháp phân tích lai, phương pháp đã trở nên phổ biến trong nghiên cứu các mô hình di truyền các tính trạng ở thực vật, động vật và con người.

Không giống như những người đi trước cố gắng truy tìm sự kế thừa của nhiều đặc điểm của một sinh vật trong tổng thể, Mendel đã nghiên cứu hiện tượng phức tạp này bằng phương pháp phân tích. Ông đã quan sát sự di truyền của chỉ một cặp hoặc một số ít các cặp tính trạng thay thế (loại trừ lẫn nhau) ở các giống đậu Hà Lan, cụ thể là: hoa màu trắng và đỏ; tầm vóc thấp và cao; hạt đậu màu vàng và xanh, hạt đậu nhẵn và nhăn, v.v. Những đặc điểm tương phản như vậy được gọi là alen, và các thuật ngữ “alen” và “gen” được sử dụng làm từ đồng nghĩa.

Để lai, Mendel đã sử dụng các dòng thuần chủng, nghĩa là con cái của một cây tự thụ phấn trong đó một bộ gen tương tự được bảo tồn. Mỗi dòng này không tạo ra sự phân tách các ký tự. Điều cũng có ý nghĩa trong phương pháp phân tích lai học là Mendel là người đầu tiên tính toán chính xác số lượng con cháu - con lai có các đặc điểm khác nhau, tức là xử lý các kết quả thu được về mặt toán học và đưa ra biểu tượng được chấp nhận trong toán học để ghi lại các phương án lai khác nhau: A, B, C, D, v.v. Bằng những chữ cái này ông biểu thị các yếu tố di truyền tương ứng.

Trong di truyền học hiện đại, các quy ước lai sau đây được chấp nhận: dạng bố mẹ - P; giống lai thế hệ thứ nhất thu được từ lai - F1; con lai thuộc thế hệ thứ hai - F2, thứ ba - F3, v.v. Sự lai chéo của hai cá thể được biểu thị bằng dấu x (ví dụ: AA x aa).

Trong số rất nhiều đặc điểm khác nhau của cây đậu lai, trong thí nghiệm đầu tiên của mình, Mendel đã tính đến sự di truyền của chỉ một cặp: hạt màu vàng và xanh, hoa màu đỏ và trắng, v.v. Sự lai như vậy được gọi là đậu đơn bội. Nếu sự kế thừa của hai cặp tính trạng được theo dõi, ví dụ, hạt đậu mịn màu vàng của một giống và hạt xanh nhăn của giống khác, thì phép lai được gọi là dihybrid. Nếu tính đến ba cặp tính trạng trở lên thì phép lai được gọi là đa hình.

Các hình thức di truyền các tính trạng

Các alen được ký hiệu bằng các chữ cái trong bảng chữ cái Latinh, trong khi Mendel gọi một số đặc điểm là trội (chiếm ưu thế) và chỉ định chúng bằng chữ in hoa - A, B, C, v.v., những đặc điểm khác - lặn (kém hơn, bị ức chế), mà ông chỉ định bằng chữ thường - a, c, c, v.v. Vì mỗi nhiễm sắc thể (người mang alen hoặc gen) chỉ chứa một trong hai alen và nhiễm sắc thể tương đồng luôn đi đôi (một bên cha, một bên mẹ) nên các tế bào lưỡng bội luôn có một cặp alen: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb, v.v. Các cá thể và tế bào của chúng có một cặp alen giống hệt nhau (AA hoặc aa) trong nhiễm sắc thể tương đồng của chúng được gọi là đồng hợp tử. Chúng chỉ có thể hình thành một loại tế bào mầm: giao tử có alen A hoặc giao tử có alen a. Những cá thể có cả gen Aa trội và gen lặn trong nhiễm sắc thể tương đồng của tế bào được gọi là dị hợp tử; Khi tế bào mầm trưởng thành, chúng hình thành hai loại giao tử: giao tử có alen A và giao tử có alen a. Ở các sinh vật dị hợp tử, alen trội A, biểu hiện về kiểu hình, nằm trên một nhiễm sắc thể, và alen lặn a, bị ức chế bởi gen trội, nằm trong vùng (locus) tương ứng của một nhiễm sắc thể tương đồng khác. Trong trường hợp đồng hợp tử, mỗi cặp alen phản ánh trạng thái trội (AA) hoặc trạng thái lặn (aa) của gen, điều này sẽ biểu hiện tác dụng của chúng trong cả hai trường hợp. Khái niệm về yếu tố di truyền trội và lặn, lần đầu tiên được Mendel sử dụng, đã được thiết lập vững chắc trong di truyền học hiện đại. Sau đó các khái niệm về kiểu gen và kiểu hình đã được đưa ra. Kiểu gen là tổng số tất cả các gen mà một sinh vật nhất định có. Kiểu hình là tổng thể tất cả các dấu hiệu và đặc tính của một sinh vật được bộc lộ trong quá trình phát triển của cá thể trong những điều kiện nhất định. Khái niệm kiểu hình mở rộng đến bất kỳ đặc điểm nào của sinh vật: các đặc điểm về cấu trúc bên ngoài, các quá trình sinh lý, hành vi, v.v. Sự biểu hiện kiểu hình của các đặc điểm luôn được thực hiện trên cơ sở sự tương tác của kiểu gen với phức hợp môi trường bên trong và bên ngoài. các yếu tố.

Nhà khoa học Áo-Hung Gregor Mendel được coi là người sáng lập ra ngành khoa học di truyền - di truyền học. Công trình của nhà nghiên cứu, chỉ được "tái khám phá" vào năm 1900, đã mang lại danh tiếng cho Mendel và đóng vai trò là sự khởi đầu cho một ngành khoa học mới, sau này được gọi là di truyền học. Cho đến cuối những năm bảy mươi của thế kỷ 20, di truyền học chủ yếu di chuyển theo con đường do Mendel mở ra và chỉ khi các nhà khoa học học cách đọc trình tự các bazơ nucleic trong phân tử DNA, di truyền mới bắt đầu được nghiên cứu không phải bằng cách phân tích kết quả lai, nhưng dựa vào các phương pháp hóa lý.

Gregor Johann Mendel sinh ra ở Heisendorf ở Silesia vào ngày 22 tháng 7 năm 1822 trong một gia đình nông dân. Ở trường tiểu học, anh đã thể hiện khả năng toán học vượt trội và với sự nài nỉ của các giáo viên, anh tiếp tục học tại phòng tập thể dục của thị trấn nhỏ Opava gần đó. Tuy nhiên, gia đình không có đủ tiền để Mendel đi học thêm. Với khó khăn lớn lao, họ đã cố gắng cùng nhau cố gắng đủ để hoàn thành khóa học thể dục. Em gái Teresa đã ra tay giải cứu: cô tặng của hồi môn dành dụm cho mình. Với số tiền này, Mendel có thể học thêm một thời gian nữa để tham gia các khóa dự bị đại học. Sau đó, quỹ của gia đình cạn kiệt hoàn toàn.

Một giải pháp được đề xuất bởi giáo sư toán học Franz. Ông khuyên Mendel gia nhập tu viện Augustinian ở Brno. Vào thời điểm đó, nó được lãnh đạo bởi Trụ trì Cyril Napp, một người có quan điểm rộng rãi, người khuyến khích theo đuổi khoa học. Năm 1843, Mendel vào tu viện này và nhận được cái tên Gregor (khi sinh ra ông được đặt tên là Johann). Bởi vì
Trong bốn năm, tu viện đã cử nhà sư Mendel 25 tuổi làm giáo viên tại một trường trung học. Sau đó, từ năm 1851 đến năm 1853, ông học khoa học tự nhiên, đặc biệt là vật lý, tại Đại học Vienna, sau đó ông trở thành giáo viên vật lý và lịch sử tự nhiên tại trường học thực sự ở Brno.

Hoạt động giảng dạy kéo dài 14 năm của ông được lãnh đạo nhà trường và học sinh đánh giá cao. Theo hồi ức của những người sau này, ông được coi là một trong những giáo viên yêu thích của họ. Trong mười lăm năm cuối đời, Mendel là trụ trì tu viện.

Từ khi còn trẻ, Gregor đã quan tâm đến lịch sử tự nhiên. Là một người nghiệp dư hơn là một nhà sinh vật học chuyên nghiệp, Mendel liên tục thử nghiệm với nhiều loài thực vật và ong khác nhau. Năm 1856, ông bắt đầu công trình kinh điển của mình về lai tạo và phân tích sự di truyền các tính trạng ở đậu Hà Lan.

Mendel làm việc trong một khu vườn nhỏ của tu viện, rộng chưa đầy hai trăm ha. Ông đã gieo hạt đậu trong 8 năm, chế tạo hai chục giống cây này, khác nhau về màu sắc hoa và loại hạt. Anh ấy đã thực hiện mười nghìn thí nghiệm. Với sự siêng năng và kiên nhẫn của mình, anh đã khiến các cộng sự của mình là Winkelmeyer và Lilenthal vô cùng ngạc nhiên, những người đã giúp đỡ anh trong những trường hợp cần thiết, cũng như người làm vườn Maresh, người rất nghiện rượu. Nếu Mendel và
đưa ra lời giải thích cho các trợ lý của mình, họ khó có thể hiểu được anh ta.

Cuộc sống trôi chậm trong tu viện Thánh Thomas. Gregor Mendel cũng nhàn nhã. Kiên trì, tinh ý và rất kiên nhẫn. Nghiên cứu hình dạng của hạt ở cây thu được nhờ lai, để hiểu mô hình di truyền của một tính trạng (“mịn - nhăn”), ông đã phân tích 7324 hạt đậu. Ông kiểm tra từng hạt thông qua kính lúp, so sánh hình dạng của chúng và ghi chú.

Với các thí nghiệm của Mendel, một thời gian đếm ngược khác bắt đầu, đặc điểm nổi bật chính của nó một lần nữa là phân tích lai học do Mendel đưa ra về sự di truyền các đặc điểm cá thể của bố mẹ ở con cái. Thật khó để nói chính xác điều gì đã khiến nhà khoa học tự nhiên chuyển sang tư duy trừu tượng, xao lãng bản thân khỏi những con số trần trụi và vô số thí nghiệm. Nhưng chính điều này đã cho phép người giáo viên khiêm tốn của trường tu viện nhìn thấy bức tranh tổng thể của cuộc nghiên cứu; chỉ nhìn thấy nó sau khi phải bỏ qua phần mười và phần trăm do những sai lệch thống kê không thể tránh khỏi. Chỉ khi đó, những đặc điểm thay thế được nhà nghiên cứu “gắn nhãn” theo đúng nghĩa đen mới tiết lộ một điều gì đó giật gân đối với anh ta: một số kiểu lai nhất định ở những thế hệ con khác nhau cho tỷ lệ 3:1, 1:1 hoặc 1:2:1.

Mendel quay lại các công trình của những người đi trước để xác nhận suy đoán thoáng qua trong đầu ông. Những người mà nhà nghiên cứu tôn trọng với tư cách là người có thẩm quyền đã đến vào những thời điểm khác nhau và mỗi người theo cách riêng của mình để đi đến kết luận chung: gen có thể có đặc tính trội (ức chế) hoặc lặn (bị ức chế). Và nếu đúng như vậy, Mendel kết luận, thì sự kết hợp của các gen không đồng nhất sẽ tạo ra sự phân chia các tính trạng giống như được quan sát thấy trong các thí nghiệm của chính ông. Và trong chính những tỷ lệ được tính toán bằng phân tích thống kê của anh ấy. “Kiểm tra sự hài hòa với đại số” về những thay đổi đang diễn ra ở các thế hệ đậu Hà Lan sau này, nhà khoa học thậm chí còn đưa ra cách ký hiệu chữ cái, đánh dấu trạng thái trội bằng chữ in hoa và trạng thái lặn của cùng một gen bằng chữ cái viết thường.

Mendel đã chứng minh rằng mỗi đặc điểm của cơ thể được quyết định bởi các yếu tố di truyền, khuynh hướng (sau này gọi là gen), được truyền từ bố mẹ sang con cái bằng tế bào sinh sản. Kết quả của việc lai tạo có thể xuất hiện sự kết hợp mới của các đặc tính di truyền. Và tần suất xuất hiện của mỗi sự kết hợp như vậy có thể dự đoán được.

Tóm tắt lại, kết quả công việc của nhà khoa học trông như thế này:

- tất cả các cây lai thuộc thế hệ thứ nhất đều giống hệt nhau và biểu hiện đặc điểm của một trong hai cây bố mẹ;

— trong số các cây lai thế hệ thứ hai, cây có cả tính trạng trội và tính trạng lặn xuất hiện với tỷ lệ 3:1;

- hai tính trạng hoạt động độc lập ở thế hệ con cái và được tìm thấy trong tất cả các tổ hợp có thể có ở thế hệ thứ hai;

— cần phân biệt giữa các tính trạng và khuynh hướng di truyền của chúng (thực vật biểu hiện các tính trạng trội có thể mang những dấu hiệu tiềm ẩn).
sự hình thành lặn);

- Sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái là ngẫu nhiên liên quan đến sự hình thành những đặc điểm mà giao tử này mang.

Vào tháng 2 và tháng 3 năm 1865, trong hai báo cáo tại cuộc họp của giới khoa học cấp tỉnh, được gọi là Hiệp hội các nhà tự nhiên học thành phố Bru, một trong những thành viên bình thường của nó, Gregor Mendel, đã báo cáo kết quả nhiều năm nghiên cứu của mình, hoàn thành vào năm 1863. .

Bất chấp thực tế là các báo cáo của ông bị các thành viên trong nhóm đón nhận khá lạnh lùng, ông vẫn quyết định xuất bản tác phẩm của mình. Nó được xuất bản vào năm 1866 trong các tác phẩm của xã hội có tựa đề “Thí nghiệm về cây lai”.

Người đương thời không hiểu Mendel và không đánh giá cao công việc của ông. Đối với nhiều nhà khoa học, việc bác bỏ kết luận của Mendel không có ý nghĩa gì khác hơn là khẳng định quan niệm của riêng họ, trong đó nói rằng một đặc điểm có được có thể được “ép” vào nhiễm sắc thể và biến thành một đặc điểm được di truyền. Cho dù các nhà khoa học đáng kính có nghiền nát kết luận “nổi loạn” của vị trụ trì khiêm tốn của tu viện đến từ Brno đến đâu, họ vẫn nghĩ ra đủ loại tính từ nhằm hạ nhục và chế giễu. Nhưng thời gian đã quyết định theo cách riêng của nó.

Đúng, Gregor Mendel không được những người đương thời công nhận. Kế hoạch này dường như quá đơn giản và khéo léo đối với họ, trong đó những hiện tượng phức tạp mà trong tâm trí nhân loại đã tạo thành nền tảng của kim tự tháp tiến hóa không thể lay chuyển, phù hợp mà không bị áp lực hay rạn nứt. Ngoài ra, quan niệm của Mendel cũng có những điểm yếu. Đó ít nhất là đối với đối thủ của anh ta. Và bản thân nhà nghiên cứu cũng vậy, vì ông không thể xóa tan những nghi ngờ của họ. Một trong những “thủ phạm” thất bại của ông là
Hawkgirl.

Nhà thực vật học Karl von Naegeli, giáo sư tại Đại học Munich, sau khi đọc tác phẩm của Mendel, đã đề nghị tác giả kiểm tra các quy luật mà ông đã khám phá ra trên loài diều hâu. Cây nhỏ này là chủ đề yêu thích của Naegeli. Và Mendel đã đồng ý. Anh ấy đã dành rất nhiều năng lượng cho những thí nghiệm mới. Hawkweed là một loại cây cực kỳ bất tiện cho việc lai tạo nhân tạo. Rất nhỏ. Tôi đã phải căng thẳng tầm nhìn của mình, nhưng nó ngày càng kém đi. Những đứa con sinh ra từ việc lai giống diều hâu đã không tuân theo luật pháp, như ông tin rằng, luật này đúng cho tất cả mọi người. Chỉ nhiều năm sau, sau khi các nhà sinh vật học chứng minh được thực tế về sự sinh sản phi giới tính khác của loài đồi mồi, sự phản đối của Giáo sư Naegeli, đối thủ chính của Mendel, đã bị loại khỏi chương trình nghị sự. Nhưng than ôi, cả Mendel và Nägeli đều không còn sống nữa.

Nhà di truyền học vĩ đại nhất của Liên Xô, Viện sĩ B.L., đã nói rất hình tượng về số phận công trình của Mendel. Astaurov, chủ tịch đầu tiên của Hiệp hội Di truyền và Nhân giống Toàn Liên minh được đặt theo tên của N.I. Vavilova: “Số phận trong tác phẩm kinh điển của Mendel thật trớ trêu và không thiếu kịch tính. Mặc dù ông đã phát hiện, chứng minh rõ ràng và hiểu phần lớn các mô hình di truyền rất tổng quát, nhưng sinh học thời đó vẫn chưa trưởng thành để nhận ra bản chất cơ bản của chúng. Bản thân Mendel, với cái nhìn sâu sắc đáng kinh ngạc, đã thấy trước giá trị chung của các kiểu mẫu được phát hiện trên đậu Hà Lan và nhận được một số bằng chứng về khả năng ứng dụng của chúng đối với một số loại cây khác (ba loại đậu, hai loại hoa mang, ngô và hoa đêm). Tuy nhiên, những nỗ lực dai dẳng và tẻ nhạt của ông nhằm áp dụng các mô hình đã được khám phá vào việc lai tạo nhiều giống và loài diều hâu đã không đạt được kỳ vọng và đã phải chịu một thất bại hoàn toàn. Hạnh phúc như việc lựa chọn đối tượng đầu tiên (đậu Hà Lan), đối tượng thứ hai cũng không thành công. Chỉ rất lâu sau đó, ở thế kỷ của chúng ta, người ta mới thấy rõ rằng các mô hình di truyền đặc điểm ở loài đồi mồi là một ngoại lệ chỉ xác nhận quy luật. Vào thời của Mendel, không ai có thể nghi ngờ rằng việc lai giống mà ông thực hiện giữa các giống diều hâu thực sự đã không xảy ra, vì loài cây này sinh sản mà không cần thụ phấn và thụ tinh, theo cách nguyên thủy, thông qua cái gọi là phương pháp sinh sản. Sự thất bại của các thí nghiệm khó nhọc và căng thẳng, khiến gần như mất thị lực hoàn toàn, những nhiệm vụ nặng nề của một vị giám mục đổ lên vai Mendel và những năm tháng thăng tiến của ông đã buộc ông phải dừng nghiên cứu yêu thích của mình.

Một vài năm nữa trôi qua, Gregor Mendel qua đời mà không lường trước được những đam mê nào sẽ nổi lên xung quanh tên tuổi của mình và cuối cùng nó sẽ được bao phủ bởi vinh quang gì. Đúng vậy, danh tiếng và danh dự sẽ đến với Mendel sau khi ông qua đời. Anh ta sẽ rời bỏ cuộc sống mà không làm sáng tỏ bí mật của loài diều hâu, vốn không “phù hợp” với những quy luật mà anh ta đưa ra về tính đồng nhất của các giống lai thế hệ đầu tiên và sự phân chia các đặc điểm ở thế hệ con cháu.”

Mọi chuyện sẽ dễ dàng hơn nhiều đối với Mendel nếu ông biết về công trình của một nhà khoa học khác, Adams, người vào thời điểm đó đã xuất bản một công trình tiên phong về sự di truyền các tính trạng ở người. Nhưng Mendel không quen với công việc này. Nhưng Adams, trên cơ sở quan sát thực nghiệm các gia đình mắc bệnh di truyền, đã thực sự hình thành khái niệm về khuynh hướng di truyền, lưu ý đến sự di truyền trội và lặn ở người. Nhưng các nhà thực vật học chưa từng nghe nói về công việc của một bác sĩ, và có lẽ ông ấy có rất nhiều công việc y tế thực tế phải làm nên không có đủ thời gian cho những suy nghĩ trừu tượng. Nói chung, bằng cách này hay cách khác, các nhà di truyền học chỉ biết đến những quan sát của Adams khi họ bắt đầu nghiên cứu nghiêm túc về lịch sử di truyền của con người.

Mendel cũng không may mắn. Còn quá sớm, nhà nghiên cứu vĩ đại đã báo cáo những khám phá của mình cho thế giới khoa học. Sau này vẫn chưa sẵn sàng cho việc này. Chỉ đến năm 1900, với việc khám phá lại các định luật Mendel, thế giới mới ngạc nhiên trước vẻ đẹp logic trong thí nghiệm của nhà nghiên cứu và tính chính xác tuyệt vời trong các tính toán của ông. Và mặc dù gen vẫn tiếp tục là một đơn vị di truyền giả định, những nghi ngờ về tính chất vật chất của nó cuối cùng đã bị xua tan.

Mendel là người cùng thời với Charles Darwin. Nhưng bài viết của tu sĩ Brunn không lọt vào mắt tác giả cuốn “Nguồn gốc các loài”. Người ta chỉ có thể đoán Darwin sẽ đánh giá cao khám phá của Mendel như thế nào nếu ông làm quen với nó. Trong khi đó, nhà tự nhiên học vĩ đại người Anh lại tỏ ra quan tâm đáng kể đến việc lai tạo thực vật. Vượt qua các dạng snapdragon khác nhau, ông viết về việc phân chia các giống lai ở thế hệ thứ hai: “Tại sao lại như vậy. Chúa biết..."

Mendel qua đời vào ngày 6 tháng 1 năm 1884, với tư cách là trụ trì của tu viện nơi ông tiến hành các thí nghiệm với đậu Hà Lan. Tuy nhiên, không được những người đương thời chú ý, Mendel không hề dao động về tính đúng đắn của mình. Anh ấy nói: “Thời của tôi sẽ đến.” Những lời này được khắc trên tượng đài của ông, được lắp đặt trước khu vườn tu viện nơi ông tiến hành các thí nghiệm của mình.

Nhà vật lý nổi tiếng Erwin Schrödinger tin rằng việc áp dụng các định luật Mendel tương đương với việc đưa nguyên lý lượng tử vào sinh học.

Vai trò mang tính cách mạng của chủ nghĩa Mendel trong sinh học ngày càng trở nên rõ ràng. Vào đầu những năm ba mươi của thế kỷ chúng ta, di truyền học và các định luật cơ bản của Mendel đã trở thành nền tảng được công nhận của học thuyết Darwin hiện đại. Chủ nghĩa Mendel đã trở thành cơ sở lý thuyết cho việc phát triển các giống cây trồng mới có năng suất cao, các giống vật nuôi có năng suất cao hơn và các loài vi sinh vật có lợi. Chủ nghĩa Mendel đã thúc đẩy sự phát triển của di truyền y học...

Trong tu viện Augustinian ở ngoại ô Brno hiện có một tấm bia tưởng niệm, và một tượng đài bằng đá cẩm thạch tuyệt đẹp về Mendel đã được dựng lên bên cạnh khu vườn phía trước. Các phòng của tu viện trước đây, nhìn ra khu vườn phía trước nơi Mendel tiến hành các thí nghiệm của mình, giờ đây đã được biến thành bảo tàng mang tên ông. Dưới đây là những bản thảo được sưu tầm (không may, một số đã bị thất lạc trong chiến tranh), tài liệu, bản vẽ và chân dung liên quan đến cuộc đời của nhà khoa học, những cuốn sách thuộc về ông với những ghi chú bên lề, kính hiển vi và các dụng cụ khác mà ông đã sử dụng. , cũng như những cuốn sách được xuất bản ở các quốc gia khác nhau dành riêng cho ông và khám phá của ông.

Vào đầu thế kỷ 19, năm 1822, tại Moravia của Áo, thuộc làng Hanzendorf, một cậu bé sinh ra trong một gia đình nông dân. Anh là con thứ hai trong gia đình. Khi sinh ra ông được đặt tên là Johann, họ của cha ông là Mendel.

Cuộc sống không hề dễ dàng, đứa trẻ không được chiều chuộng. Từ nhỏ, Johann đã quen với công việc đồng áng và yêu thích công việc này, đặc biệt là làm vườn và nuôi ong. Những kỹ năng anh ấy có được khi còn nhỏ hữu ích như thế nào?

Cậu bé sớm bộc lộ khả năng vượt trội. Mendel mới 11 tuổi khi được chuyển từ một trường làng đến một trường học bốn năm ở một thị trấn gần đó. Anh ấy ngay lập tức chứng tỏ được bản thân ở đó và một năm sau anh ấy vào học tại một phòng tập thể dục ở thành phố Opava.

Cha mẹ rất khó khăn để trả tiền học và nuôi con trai họ. Và rồi bất hạnh ập đến với gia đình: người cha bị thương nặng - một khúc gỗ rơi trúng ngực. Năm 1840, Johann tốt nghiệp trung học, đồng thời tốt nghiệp trường dự tuyển giáo viên. Năm 1840, Mendel tốt nghiệp sáu lớp tại nhà thi đấu ở Troppau (nay là Opava) và năm sau đó vào lớp triết học tại trường đại học ở Olmutz (nay là Olomouc). Tuy nhiên, tình hình tài chính của gia đình trở nên tồi tệ trong những năm này, và từ năm 16 tuổi, Mendel phải tự lo việc ăn uống cho mình. Không thể liên tục chịu đựng sự căng thẳng như vậy, Mendel, sau khi tốt nghiệp lớp triết học, vào tháng 10 năm 1843, vào tu viện Brunn với tư cách là một tập sinh (nơi ông nhận được tên mới là Gregor). Ở đó, ông tìm thấy sự bảo trợ và hỗ trợ tài chính cho các nghiên cứu sâu hơn. Năm 1847 Mendel được thụ phong linh mục. Đồng thời, từ năm 1845, ông học 4 năm tại Trường Thần học Brunn. Tu viện Augustinô St. Thomas là trung tâm của đời sống khoa học và văn hóa ở Moravia. Ngoài một thư viện phong phú, ông còn có một bộ sưu tập khoáng sản, một khu vườn thực nghiệm và một phòng tiêu bản. Tu viện bảo trợ giáo dục trường học trong khu vực.

Bất chấp những khó khăn, Mendel vẫn tiếp tục việc học của mình. Bây giờ đang học triết ở thành phố Olomeuc. Ở đây họ không chỉ dạy triết học mà còn cả toán học và vật lý - những môn học mà không có Mendel, một nhà sinh vật học thực tâm, không thể tưởng tượng được cuộc sống tương lai của mình. Sinh học và toán học! Ngày nay sự kết hợp này không thể tách rời, nhưng vào thế kỷ 19, nó có vẻ vô lý. Mendel là người đầu tiên tiếp tục theo đuổi các phương pháp toán học trong sinh học.

Anh ấy tiếp tục học tập, nhưng cuộc sống thật khó khăn, và rồi đến những ngày, theo sự thừa nhận của chính Mendel, “Tôi không thể chịu đựng được căng thẳng như vậy nữa”. Và rồi một bước ngoặt xảy đến trong cuộc đời anh: Mendel trở thành một tu sĩ. Anh ấy không hề che giấu những lý do đã thúc đẩy anh ấy thực hiện bước này. Trong cuốn tự truyện của mình, ông viết: “Tôi thấy mình buộc phải đảm nhận một quan điểm giúp tôi thoát khỏi nỗi lo về thức ăn”. Thành thật mà nói, phải không? Và không một lời nào về tôn giáo hay Chúa. Niềm khao khát khoa học không thể cưỡng lại, niềm khao khát kiến thức và hoàn toàn không cam kết với học thuyết tôn giáo đã đưa Mendel đến tu viện. Anh tròn 21 tuổi. Những người trở thành tu sĩ lấy một cái tên mới như một dấu hiệu của sự từ bỏ thế gian. Johann trở thành Gregor.

Có một thời gian ngài được phong làm linh mục. Một khoảng thời gian rất ngắn. An ủi người đau khổ, trang bị cho người hấp hối trong hành trình cuối cùng của họ. Mendel thực sự không thích điều đó. Và anh ấy làm mọi thứ để giải phóng bản thân khỏi những trách nhiệm khó chịu.

Dạy học là một chuyện khác. Là một tu sĩ, Mendel thích dạy các lớp vật lý và toán học tại một trường học ở thị trấn Znaim gần đó, nhưng đã trượt kỳ thi lấy chứng chỉ giáo viên cấp bang. Nhận thấy niềm đam mê kiến thức và khả năng trí tuệ cao của ông, trụ trì tu viện đã cử ông tiếp tục học tại Đại học Vienna, nơi Mendel học đại học trong bốn học kỳ trong giai đoạn 1851-53, tham dự các hội thảo và khóa học về toán học và khoa học tự nhiên, đặc biệt là khóa học của nhà vật lý nổi tiếng K. Doppler. Việc rèn luyện tốt về thể chất và toán học sau này đã giúp Mendel xây dựng các quy luật di truyền. Trở lại Brunn, Mendel tiếp tục giảng dạy (ông dạy vật lý và lịch sử tự nhiên tại một trường học thực sự), nhưng nỗ lực thứ hai để vượt qua chứng chỉ giáo viên một lần nữa không thành công.

Điều thú vị là Mendel đã hai lần tham gia kỳ thi trở thành giáo viên và… trượt hai lần! Nhưng ông ấy là một người rất có học thức. Không có gì để nói về sinh học, trong đó Mendel đã sớm trở thành một tác phẩm kinh điển, ông là một nhà toán học có năng khiếu cao, ông rất yêu thích vật lý và biết rất rõ về nó.

Việc thi trượt không ảnh hưởng đến hoạt động giảng dạy của anh. Tại trường thành phố Brno, giáo viên Mendel được đánh giá cao. Và ông dạy mà không có bằng tốt nghiệp.

Có nhiều năm trong cuộc đời Mendel ông sống ẩn dật. Nhưng anh ấy không quỳ gối trước các biểu tượng, mà là... trước những luống đậu Hà Lan. Từ năm 1856, Mendel bắt đầu tiến hành các thí nghiệm sâu rộng được cân nhắc kỹ lưỡng trong khu vườn tu viện (rộng 7 mét và dài 35 mét) trên các cây lai (chủ yếu là các giống đậu được lựa chọn cẩn thận) và làm sáng tỏ các mô hình di truyền các tính trạng ở thế hệ sau. con lai của các giống lai. Năm 1863, ông hoàn thành các thí nghiệm và vào năm 1865, tại hai cuộc họp của Hiệp hội các nhà khoa học tự nhiên Brunn, ông đã báo cáo kết quả công việc của mình. Từ sáng đến tối ông làm việc trong khu vườn nhỏ của tu viện. Tại đây, từ năm 1854 đến năm 1863, Mendel đã tiến hành các thí nghiệm cổ điển của mình, kết quả của chúng vẫn không hề lỗi thời cho đến ngày nay. G. Mendel cũng có được những thành công về mặt khoa học nhờ vào việc lựa chọn đối tượng nghiên cứu thành công khác thường. Tổng cộng, ông đã kiểm tra 20 nghìn con cháu trong bốn thế hệ đậu Hà Lan.

Các thí nghiệm về việc lai đậu Hà Lan đã diễn ra được khoảng 10 năm. Mỗi mùa xuân, Mendel đều trồng cây trên mảnh đất của mình. Báo cáo “Thí nghiệm về cây lai” được đọc cho các nhà tự nhiên học ở Brune vào năm 1865, đã gây ngạc nhiên ngay cả với bạn bè.

Đậu Hà Lan rất tiện lợi vì nhiều lý do. Con cái của cây này có một số đặc điểm có thể phân biệt rõ ràng - màu xanh hoặc vàng của lá mầm, nhẵn hoặc ngược lại, hạt nhăn nheo, đậu sưng hoặc co lại, trục thân dài hoặc ngắn của cụm hoa, v.v. Không có dấu hiệu chuyển tiếp, nửa vời “mờ nhạt”. Mỗi lần như vậy, người ta có thể tự tin nói “có” hoặc “không”, “hoặc-hoặc” và giải quyết phương án thay thế. Và do đó không cần thiết phải phản đối những kết luận của Mendel, nghi ngờ chúng. Và tất cả những quy định trong lý thuyết của Mendel không còn bị ai bác bỏ nữa và xứng đáng trở thành một phần của quỹ vàng của khoa học.

Năm 1866, bài báo “Thí nghiệm về cây lai” của ông được đăng trên tạp chí của xã hội, đặt nền móng cho di truyền học như một khoa học độc lập. Đây là trường hợp hiếm hoi trong lịch sử tri thức khi một bài báo đánh dấu sự ra đời của một ngành khoa học mới. Tại sao nó được coi là theo cách này?

Công việc lai tạo cây trồng và nghiên cứu sự di truyền các tính trạng ở thế hệ con lai đã được thực hiện hàng thập kỷ trước Mendel ở các quốc gia khác nhau bởi cả các nhà lai tạo và nhà thực vật học. Sự thật về sự thống trị, sự phân chia và sự kết hợp của các tính cách đã được chú ý và mô tả, đặc biệt là trong các thí nghiệm của nhà thực vật học người Pháp C. Nodin. Ngay cả Darwin, khi lai các giống mõm mõm khác nhau về cấu trúc hoa, đã thu được ở thế hệ thứ hai tỷ lệ hình dạng gần với sự phân chia nổi tiếng của Mendel là 3:1, nhưng chỉ coi đây là “vở kịch thất thường của lực di truyền”. Sự đa dạng của các loài và dạng thực vật được đưa vào thí nghiệm đã làm tăng số lượng phát biểu nhưng lại làm giảm giá trị của chúng. Ý nghĩa hay “linh hồn của sự thật” (cách diễn đạt của Henri Poincaré) vẫn còn mơ hồ cho đến tận Mendel.

Những hậu quả hoàn toàn khác xảy ra sau công trình kéo dài bảy năm của Mendel, vốn chính là nền tảng của di truyền học. Thứ nhất, ông đã tạo ra các nguyên tắc khoa học cho việc mô tả và nghiên cứu các giống lai và con cháu của chúng (các hình thức lai tạo, cách tiến hành phân tích ở thế hệ thứ nhất và thứ hai). Mendel đã phát triển và áp dụng một hệ thống đại số gồm các ký hiệu và ký hiệu ký tự, hệ thống này thể hiện một sự đổi mới quan trọng về khái niệm. Thứ hai, Mendel đã xây dựng hai nguyên tắc cơ bản, hay quy luật di truyền các tính trạng qua nhiều thế hệ, cho phép đưa ra dự đoán. Cuối cùng, Mendel ngầm bày tỏ ý tưởng về tính rời rạc và tính nhị nguyên của các khuynh hướng di truyền: mỗi tính trạng được điều khiển bởi cặp khuynh hướng nội và ngoại (hoặc các gen, như sau này chúng được gọi), được truyền sang các con lai thông qua quá trình sinh sản của bố mẹ. tế bào và không biến mất ở bất cứ đâu. Sự hình thành các tính trạng không ảnh hưởng lẫn nhau mà khác nhau trong quá trình hình thành tế bào mầm và sau đó được tự do kết hợp ở thế hệ con cháu (quy luật phân chia và kết hợp các tính trạng). Sự kết hợp các khuynh hướng, sự kết hợp của nhiễm sắc thể, chuỗi xoắn kép DNA - đây là hệ quả logic và là con đường phát triển chính của di truyền học của thế kỷ 20 dựa trên ý tưởng của Mendel.

Số phận của khám phá của Mendel - sự chậm trễ 35 năm kể từ khi phát hiện này đến khi được cộng đồng công nhận - không phải là một nghịch lý mà là một chuẩn mực trong khoa học. Do đó, 100 năm sau Mendel, đã ở thời kỳ hoàng kim của di truyền học, số phận tương tự là không được công nhận trong 25 năm xảy ra với việc B. McClintock phát hiện ra các yếu tố di truyền di động. Và điều này bất chấp thực tế là, không giống như Mendel, vào thời điểm được phát hiện, cô là một nhà khoa học rất được kính trọng và là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.

Năm 1868, Mendel được bầu làm trụ trì tu viện và thực tế đã nghỉ hưu từ việc theo đuổi khoa học. Kho lưu trữ của ông chứa các ghi chú về khí tượng học, nuôi ong và ngôn ngữ học. Trên địa điểm của tu viện ở Brno, Bảo tàng Mendel hiện đã được thành lập; một tạp chí đặc biệt "Folia Mendeliana" được xuất bản.

Gửi tác phẩm tốt của bạn tới cơ sở kiến thức thật dễ dàng. Sử dụng mẫu dưới đây

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến thức trong học tập và công việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Đăng trên http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Gregor Johann Mendel

Gregor Mendel - giáo viên hay tu sĩ?

định luật Mendel

Cơ sở tế bào học của định luật Mendel dựa trên:

* ghép đôi nhiễm sắc thể (cặp gen quyết định khả năng phát triển bất kỳ đặc điểm nào)

* đặc điểm của bệnh teo cơ (các quá trình xảy ra trong bệnh teo cơ, đảm bảo sự phân kỳ độc lập của nhiễm sắc thể với các gen nằm trên chúng với các điểm cộng khác nhau của tế bào, sau đó thành các giao tử khác nhau)

* Đặc điểm của quá trình thụ tinh (sự kết hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể mang một gen từ mỗi cặp alen)

Phương pháp khoa học của Mendel

Các hình thức di truyền các tính trạng

Các alen được ký hiệu bằng các chữ cái trong bảng chữ cái Latinh, trong khi Mendel gọi một số đặc điểm là trội (chiếm ưu thế) và chỉ định chúng bằng chữ in hoa - A, B, C, v.v., những đặc điểm khác - lặn (kém hơn, bị ức chế), mà ông chỉ định bằng chữ thường - a , in, with, v.v. Vì mỗi nhiễm sắc thể (người mang alen hoặc gen) chỉ chứa một trong hai alen và nhiễm sắc thể tương đồng luôn được ghép đôi (một bên cha, một bên mẹ), nên trong các tế bào lưỡng bội luôn có một cặp của các alen: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb, v.v. Các cá thể và tế bào của chúng có một cặp alen giống hệt nhau (AA hoặc aa) trong nhiễm sắc thể tương đồng của chúng được gọi là đồng hợp tử. Chúng chỉ có thể hình thành một loại tế bào mầm: giao tử có alen A hoặc giao tử có alen a. Những cá thể có cả gen Aa trội và gen lặn trong nhiễm sắc thể tương đồng của tế bào được gọi là dị hợp tử; Khi tế bào mầm trưởng thành, chúng hình thành hai loại giao tử: giao tử có alen A và giao tử có alen a. Ở các sinh vật dị hợp tử, alen trội A, biểu hiện về kiểu hình, nằm trên một nhiễm sắc thể, và alen lặn a, bị ức chế bởi gen trội, nằm trong vùng (locus) tương ứng của một nhiễm sắc thể tương đồng khác. Trong trường hợp đồng hợp tử, mỗi cặp alen phản ánh trạng thái trội (AA) hoặc trạng thái lặn (aa) của gen, điều này sẽ biểu hiện tác dụng của chúng trong cả hai trường hợp. Khái niệm về yếu tố di truyền trội và lặn, lần đầu tiên được Mendel sử dụng, đã được thiết lập vững chắc trong di truyền học hiện đại. Sau đó các khái niệm về kiểu gen và kiểu hình đã được đưa ra. Kiểu gen là tổng số tất cả các gen mà một sinh vật nhất định có. Kiểu hình là tổng thể tất cả các dấu hiệu và đặc tính của một sinh vật được bộc lộ trong quá trình phát triển của cá thể trong những điều kiện nhất định. Khái niệm kiểu hình mở rộng đến bất kỳ đặc điểm nào của sinh vật: các đặc điểm về cấu trúc bên ngoài, các quá trình sinh lý, hành vi, v.v. Sự biểu hiện kiểu hình của các đặc điểm luôn được thực hiện trên cơ sở sự tương tác của kiểu gen với phức hợp môi trường bên trong và bên ngoài. các yếu tố.

Ba định luật Mendel

di truyền khoa học mendel

G. Mendel đã xây dựng, dựa trên phân tích kết quả của việc lai giống đơn và gọi chúng là các quy tắc (sau này chúng được gọi là quy luật). Hóa ra, khi lai cây đậu Hà Lan thuần chủng với hạt vàng và hạt xanh ở thế hệ thứ nhất (F1), tất cả hạt lai đều có màu vàng. Như vậy, tính trạng màu hạt vàng là trội. Theo nghĩa đen nó được viết như thế này: R AA x aa; tất cả các giao tử của bố mẹ này là A, A, bố mẹ kia - a, a, khả năng kết hợp của các loại giao tử này trong hợp tử là bằng bốn: Aa, Aa, Aa, Aa, tức là ở tất cả các con lai F1 đều có ưu thế hoàn toàn về đặc điểm này hơn đặc điểm khác - tất cả các hạt đều có màu vàng. Mendel cũng thu được kết quả tương tự khi phân tích tính di truyền của sáu cặp tính trạng còn lại được nghiên cứu. Trên cơ sở đó, Mendel đã xây dựng quy luật trội, hay định luật thứ nhất: trong phép lai đơn bội, tất cả con cái ở thế hệ đầu tiên đều có đặc điểm là đồng nhất về kiểu hình và kiểu gen - màu sắc của hạt là màu vàng, sự kết hợp của tất cả các alen ở giống lai là Aa. Mô hình này cũng được xác nhận trong trường hợp không có sự thống trị hoàn toàn: ví dụ, khi lai giữa cây làm đẹp về đêm có hoa màu đỏ (AA) với cây có hoa màu trắng (aa), tất cả các cây lai fi (Aa) đều có hoa không có hoa. màu đỏ và hồng - màu của chúng có màu trung gian, nhưng tính đồng nhất được bảo toàn hoàn toàn. Sau công trình của Mendel, bản chất trung gian của quá trình di truyền ở các giống lai F1 đã được bộc lộ không chỉ ở thực vật mà còn ở động vật, do đó, quy luật trội - định luật thứ nhất của Mendel - còn thường được gọi là quy luật đồng nhất của các giống lai thế hệ thứ nhất. Từ hạt giống thu được từ các giống lai F1, Mendel đã trồng các cây này, sau đó ông lai với nhau hoặc để chúng tự thụ phấn. Trong số các con cháu của F2, có sự phân chia: ở thế hệ thứ hai có cả hạt vàng và hạt xanh. Tổng cộng Mendel đã thu được 6022 hạt vàng và 2001 hạt xanh trong các thí nghiệm của mình, tỷ lệ số lượng của chúng xấp xỉ 3:1. Các tỷ lệ số tương tự cũng thu được đối với sáu cặp tính trạng cây đậu khác được Mendel nghiên cứu. Kết quả là định luật Mendel thứ hai được xây dựng như sau: khi lai các con lai thuộc thế hệ thứ nhất, con cái của chúng cho sự phân ly theo tỷ lệ 3:1 với tính trạng trội hoàn toàn và tỷ lệ 1:2:1 với tính di truyền trung gian (trưởng trội không hoàn toàn). ). Sơ đồ của thí nghiệm này theo nghĩa đen trông như thế này: P Aa x Aa, giao tử A và I của chúng, khả năng kết hợp các giao tử có thể bằng bốn: AA, 2Aa, aa, tức là. e. 75% số hạt ở F2 có một hoặc hai alen trội, có màu vàng và 25% có màu xanh. Việc xuất hiện các tính trạng lặn ở chúng (cả hai alen đều là gen lặn-aa) cho thấy các tính trạng này cũng như các gen điều khiển chúng không biến mất, không trộn lẫn với các tính trạng trội ở sinh vật lai, hoạt động của chúng bị ức chế bởi hoạt động của gen trội. Nếu cả hai gen lặn về một tính trạng nhất định đều hiện diện trong cơ thể thì hoạt động của chúng không bị ức chế và chúng biểu hiện ở kiểu hình. Tỉ lệ kiểu gen ở F2 là 1:2:1.

Trong các lần lai tiếp theo, con cái F2 có biểu hiện khác nhau: 1) trong số 75% số cây có tính trạng trội (có kiểu gen AA và Aa), 50% là dị hợp tử (Aa) và do đó ở F3 chúng sẽ có tỷ lệ phân chia 3:1, 2) 25% số cây là đồng hợp tử theo tính trạng trội (AA) và trong quá trình tự thụ phấn ở Fz chúng không tạo ra sự phân tách; 3) 25% hạt đồng hợp tử về tính trạng lặn (aa), có màu xanh lục, khi tự thụ phấn ở F3 không phân chia tính trạng.

Để giải thích bản chất của hiện tượng đồng nhất ở các con lai thế hệ thứ nhất và sự phân chia tính trạng ở các con lai thế hệ thứ hai, Mendel đưa ra giả thuyết về độ thuần khiết của giao tử: mọi cá thể lai dị hợp tử (Aa, Bb, v.v.) đều tạo thành “thuần chủng”. ” giao tử chỉ mang một alen: A hoặc a, sau đó đã được xác nhận đầy đủ trong các nghiên cứu tế bào học. Như đã biết, trong quá trình trưởng thành của tế bào mầm ở các thể dị hợp tử, các nhiễm sắc thể tương đồng sẽ xuất hiện ở các giao tử khác nhau và do đó, các giao tử sẽ chứa một gen từ mỗi cặp.

Phép lai thử nghiệm được sử dụng để xác định mức độ dị hợp tử của con lai đối với một cặp tính trạng cụ thể. Trong trường hợp này, con lai thế hệ thứ nhất được lai với bố mẹ đồng hợp tử về gen lặn (aa). Việc lai như vậy là cần thiết vì trong hầu hết các trường hợp, các cá thể đồng hợp tử (AA) không khác biệt về kiểu hình với các cá thể dị hợp tử (Aa) (hạt đậu của AA và Aa có màu vàng). Trong khi đó, trong thực tiễn lai tạo các giống vật nuôi, giống cây trồng mới, các cá thể dị hợp tử không thích hợp làm cá thể ban đầu, vì khi lai con cái của chúng sẽ sinh ra sự phân chia. Chỉ cần những cá thể đồng hợp tử. Sơ đồ phân tích giao thoa trong biểu thức nghĩa đen có thể được biểu diễn theo hai cách:

một cá thể lai dị hợp tử (Aa), không thể phân biệt được về kiểu hình với cá thể đồng hợp tử, được lai với một cá thể đồng hợp tử lặn (aa): P Aa x aa: giao tử của chúng là A, a và a, a, phân bố ở F1: Aa, Aa, aa, aa, t e. quan sát thấy sự phân chia 2:2 hoặc 1:1 ở thế hệ con, xác nhận tính dị hợp tử của cá thể thử nghiệm;

2) cá thể lai là đồng hợp tử về các tính trạng trội (AA): P AA x aa; giao tử của chúng là A A và a, a; không có sự phân cắt xảy ra ở thế hệ con cháu F1

Mục đích của việc lai hai con là để theo dõi sự kế thừa của hai cặp ký tự cùng một lúc. Trong lần lai này, Mendel đã thiết lập một mô hình quan trọng khác: sự phân kỳ độc lập của các alen và sự kết hợp tự do hoặc độc lập của chúng, sau này được gọi là định luật thứ ba của Mendel. Nguyên liệu ban đầu là các loại đậu hạt nhẵn màu vàng (AABB) và hạt nhăn xanh (aavv); thứ nhất là trội, thứ hai là lặn. Cây lai từ F1 có tính đồng nhất: hạt màu vàng, nhẵn, dị hợp tử, có kiểu gen AaBb. Mỗi cây này tạo ra bốn loại giao tử trong quá trình phân bào: AB, Av, aB, aa. Để xác định sự kết hợp của các loại giao tử này và tính đến kết quả phân chia, lưới Punnett hiện được sử dụng. Trong trường hợp này, kiểu gen của giao tử của một bố mẹ được đặt theo chiều ngang phía trên mạng và kiểu gen của giao tử của bố mẹ kia được đặt theo chiều dọc ở cạnh trái của mạng (Hình 20). Bốn sự kết hợp của loại giao tử này và loại giao tử khác ở F2 có thể tạo ra 16 biến thể hợp tử, phân tích này xác nhận sự kết hợp ngẫu nhiên của các kiểu gen của từng loại giao tử của bố mẹ này và bố mẹ kia, đưa ra sự phân chia các tính trạng theo kiểu hình trong tỉ lệ 9:3:3:1.

Điều quan trọng cần nhấn mạnh là không chỉ bộc lộ các đặc điểm của dạng bố mẹ mà còn bộc lộ các tổ hợp mới: vàng nhăn (AAbb) và xanh nhẵn (aaBB). Hạt đậu vàng trơn có kiểu hình giống với các thế hệ con cháu đầu tiên từ phép lai hai giống, nhưng kiểu gen của chúng có thể có các biến thể khác nhau: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; các tổ hợp kiểu gen mới có kiểu hình xanh nhẵn - aaBB, aaBB và có kiểu hình nhăn vàng - AAbb, Aavv; Về mặt kiểu hình, những cây nhăn nheo màu xanh lá cây có một kiểu gen duy nhất là aabb. Trong phép lai này, hình dạng của hạt được di truyền bất kể màu sắc của chúng. 16 biến thể của sự kết hợp các alen trong hợp tử được xem xét minh họa cho tính biến đổi tổ hợp và sự phân chia độc lập của các cặp alen, tức là (3:1)2.

Sự kết hợp độc lập của các gen và sự phân chia dựa trên nó ở F2 theo tỷ lệ. 9:3:3:1 sau đó đã được xác nhận ở một số lượng lớn động vật và thực vật, nhưng với hai điều kiện:

1) tính trội phải hoàn toàn (với tính trạng trội không hoàn toàn và các hình thức tương tác gen khác thì các tỷ lệ số có biểu hiện khác); 2) sự phân tách độc lập được áp dụng cho các gen định vị trên các nhiễm sắc thể khác nhau.

Định luật thứ ba của Mendel có thể được phát biểu như sau: các thành viên của một cặp alen được phân tách trong quá trình giảm phân độc lập với các thành viên của các cặp khác, kết hợp ngẫu nhiên trong các giao tử, nhưng trong tất cả các tổ hợp có thể có (với một cá thể lai đơn bội thì có 4 tổ hợp như vậy, với một dahy điều chỉnh - 16, với ba dị hợp tử lai chéo tạo thành 8 loại giao tử, trong đó có thể có 64 tổ hợp, v.v.).

Đăng trên www.allbest.

...

Tài liệu tương tự

Nguyên tắc truyền các đặc điểm di truyền từ sinh vật bố mẹ sang con cháu của chúng, là kết quả của các thí nghiệm của Gregor Mendel. Lai hai sinh vật khác nhau về mặt di truyền. Di truyền và tính biến đổi, các loại của họ. Khái niệm về chuẩn phản ứng.

tóm tắt, được thêm vào ngày 22/07/2015

Các hình thức di truyền tính trạng. Định luật Mendel và điều kiện biểu hiện của chúng. Bản chất của sự lai tạo và lai tạo. Phân tích kết quả lai đa bội. Những nội dung chính của giả thuyết “Độ thuần của giao tử” của W. Bateson. Một ví dụ về giải các bài toán giao cắt điển hình.

trình bày, thêm vào ngày 06/11/2013

Lai chéo và đa bội, kiểu di truyền, quá trình lai và phân chia. Di truyền liên kết, phân bố độc lập các yếu tố di truyền (định luật thứ hai Mendel). Sự tương tác của gen, sự khác biệt giới tính trong nhiễm sắc thể.

tóm tắt, thêm vào ngày 13/10/2009

Khái niệm lai chéo giữa các sinh vật khác nhau ở hai cặp tính trạng thay thế (hai cặp alen). Khám phá các mô hình di truyền các đặc điểm đơn gen của nhà sinh vật học người Áo Mendel. Quy luật di truyền các tính trạng của Menđen.

trình bày, thêm vào ngày 22/03/2012

Cơ chế và hình thức di truyền các tính trạng. Hàng các cặp tính trạng tương phản của bố mẹ ở thực vật. Đặc điểm thay thế ở dưa đỏ và dưa đỏ. Thí nghiệm về cây lai của Gregor Mendel. Nghiên cứu thực nghiệm của Sajre.

trình bày, thêm vào ngày 05/02/2013

Quy luật di truyền các tính trạng. Những đặc tính cơ bản của sinh vật sống. Tính di truyền và tính biến đổi. Một ví dụ cổ điển về lai đơn bội. Tính trạng trội và tính trạng lặn. Thí nghiệm của Mendel và Morgan. Thuyết di truyền nhiễm sắc thể.

trình bày, thêm vào ngày 20/03/2012

Di truyền và tiến hóa, các định luật cổ điển của G. Mendel. Quy luật đồng nhất của các giống lai thế hệ thứ nhất. Quy luật chia cắt. Quy luật kết hợp độc lập (kế thừa) các đặc tính. Công nhận những khám phá của Mendel, tầm quan trọng của công trình của Mendel đối với sự phát triển của di truyền học.

tóm tắt, thêm vào ngày 29/03/2003

Thí nghiệm của Gregor Mendel về cây lai vào năm 1865. Ưu điểm của đậu Hà Lan làm đối tượng thí nghiệm. Định nghĩa khái niệm lai đơn bội là sự lai tạo của các sinh vật khác nhau ở một cặp ký tự thay thế.

trình bày, thêm vào 30/03/2012

Các quy luật di truyền cơ bản. Các kiểu di truyền cơ bản của các tính trạng theo G. Mendel. Quy luật đồng nhất của các giống lai thế hệ thứ nhất, phân chia thành các lớp kiểu hình của các giống lai thế hệ thứ hai và sự tổ hợp gen độc lập.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 25/02/2015

Tính di truyền và tính biến đổi của sinh vật là đối tượng nghiên cứu của di truyền học. Gregor Mendel khám phá ra quy luật di truyền các tính trạng. Giả thuyết về sự di truyền các yếu tố di truyền rời rạc từ bố mẹ sang con cái. Phương pháp làm việc của nhà khoa học.

Gregor Mendel(Gregor Johann Mendel) (1822-84) - Nhà tự nhiên học, nhà thực vật học và nhà lãnh đạo tôn giáo người Áo, tu sĩ, người sáng lập học thuyết di truyền (Chủ nghĩa Mendel). Áp dụng phương pháp thống kê để phân tích kết quả lai tạo các giống đậu Hà Lan (1856-63), ông đã xây dựng các quy luật di truyền.

Tải xuống:

Xem trước:

Để sử dụng bản xem trước bản trình bày, hãy tạo tài khoản Google và đăng nhập vào tài khoản đó: https://accounts.google.com

Chú thích slide:

Gregor Johann Mendel Giáo viên Sinh học Kuzyaeva A.M. Nizhny Novgorod

Gregor Johann Mendel (20 tháng 7 năm 1822 - 6 tháng 1 năm 1884) Nhà tự nhiên học, nhà thực vật học và nhân vật tôn giáo người Áo, tu sĩ người Augustinô, trụ trì, người sáng lập học thuyết di truyền (Chủ nghĩa Mendel). Sử dụng phương pháp thống kê để phân tích kết quả lai tạo các giống đậu Hà Lan, ông đã xây dựng nên quy luật di truyền - định luật Mendel - trở thành nền tảng của di truyền học hiện đại.

Johann Mendel sinh ngày 20 tháng 7 năm 1822, trong một gia đình nông dân của Anton và Rosina Mendel tại thị trấn nông thôn nhỏ Heinzendorf (Đế quốc Áo, nay là làng Hinchitsy, Cộng hòa Séc). Ngày 22 tháng 7, thường được ghi trong văn chương là ngày sinh của ngài, thực ra là ngày rửa tội của ngài. Nhà Mendel

Anh ấy bắt đầu thể hiện sự quan tâm đến thiên nhiên từ rất sớm, khi còn là một cậu bé làm công việc làm vườn. Sau khi tốt nghiệp trung học, ông theo học hai năm tại các lớp triết học của Viện Olmutz, năm 1843, ông trở thành tu sĩ tại Tu viện Thánh Thomas Augustinô ở Brunn (nay là Brno, Cộng hòa Séc) và lấy tên là Gregor. Từ 1844 đến 1848, ông học tại Viện Thần học Brunn. Năm 1847, ông trở thành linh mục. Tu viện Starobrnensky

Ông đã độc lập nghiên cứu nhiều ngành khoa học, thay thế các giáo viên dạy tiếng Hy Lạp và toán học vắng mặt ở một trong các trường, nhưng không vượt qua kỳ thi lấy danh hiệu giáo viên. Năm 1849-1851 ông dạy toán, tiếng Latin và tiếng Hy Lạp tại Nhà thi đấu Znojmo. Trong giai đoạn 1851-1853, nhờ sự trụ trì, ông đã nghiên cứu lịch sử tự nhiên tại Đại học Vienna, trong đó có sự hướng dẫn của Unger, một trong những nhà tế bào học đầu tiên trên thế giới. Franz Unger (1800-1870) Đại học Vienna

Từ năm 1856, Gregor Mendel bắt đầu tiến hành các thí nghiệm sâu rộng được cân nhắc kỹ lưỡng trong khu vườn tu viện (7 * 35 mét) về việc lai cây (chủ yếu là các giống đậu được lựa chọn cẩn thận) và làm sáng tỏ các mô hình di truyền các tính trạng ở thế hệ con lai. Một thẻ riêng biệt đã được tạo cho mỗi nhà máy (10.000 chiếc.).

Năm 1863, ông hoàn thành các thí nghiệm và vào ngày 8 tháng 2 năm 1865, tại hai cuộc họp của Hiệp hội các nhà tự nhiên học Brunn, ông đã báo cáo kết quả công việc của mình. Năm 1866, bài báo “Thí nghiệm về cây lai” của ông được đăng trên tạp chí của xã hội, đặt nền móng cho di truyền học như một khoa học độc lập.

Mendel đã đặt hàng 40 bản in riêng biệt về tác phẩm của mình, hầu hết đều được ông gửi cho các nhà nghiên cứu thực vật lớn, nhưng chỉ nhận được một phản hồi thuận lợi - từ Karl Nägeli, giáo sư thực vật học từ Munich. Ông đề xuất lặp lại các thí nghiệm tương tự trên cây diều hâu mà bản thân ông đang nghiên cứu vào thời điểm đó. Sau này họ sẽ nói rằng lời khuyên của Nägeli đã trì hoãn sự phát triển của di truyền học trong 4 năm... Karl Nägeli (1817-1891)

Giới: Phân ngành Thực vật: Thực vật hạt kín Lớp: Hai lá mầm Họ: Astroraceae Họ: Asteraceae Chi: Hawkweed Mendel đã cố gắng lặp lại các thí nghiệm trên diều hâu, sau đó là ong. Trong cả hai trường hợp, kết quả ông thu được trên đậu Hà Lan đều không được xác nhận. Nguyên nhân là do cơ chế thụ tinh của cả diều hâu và ong đều có những đặc điểm mà khoa học thời đó chưa biết đến (sinh sản bằng phương pháp sinh sản đơn tính) và các phương pháp lai mà Mendel sử dụng trong thí nghiệm của mình đã không tính đến những đặc điểm này. Cuối cùng, chính nhà khoa học vĩ đại cũng mất niềm tin vào khám phá của mình.

Năm 1868, Mendel được bầu làm trụ trì Tu viện Starobrno và không còn tham gia nghiên cứu sinh học nữa. Menđen qua đời năm 1884. Bắt đầu từ năm 1900, sau khi xuất bản gần như đồng thời các bài báo của ba nhà thực vật học - H. De Vries, K. Correns và E. Cermak-Zesenegg, những người đã độc lập xác nhận dữ liệu của Mendel bằng các thí nghiệm của riêng họ, ngay lập tức đã có một sự bùng nổ công nhận về công trình của ông. . Năm 1900 được coi là năm ra đời của di truyền học. H. De Vries H. De Vries E. Cermak

Ý nghĩa của các công trình của Gregor Mendel Mendel đã tạo ra những nguyên tắc khoa học cho việc mô tả và nghiên cứu các giống lai và con cháu của chúng (hình thành nên giống lai, cách tiến hành phân tích ở thế hệ thứ nhất và thứ hai). Đã phát triển và áp dụng một hệ thống đại số gồm các ký hiệu và ký hiệu cho các đặc điểm, hệ thống này thể hiện một sự đổi mới quan trọng về mặt khái niệm. Xây dựng hai nguyên tắc cơ bản hoặc quy luật kế thừa các đặc điểm qua nhiều thế hệ, cho phép đưa ra dự đoán. Mendel ngầm bày tỏ ý tưởng về tính rời rạc và tính nhị phân của các khuynh hướng di truyền: mỗi tính trạng được điều khiển bởi cặp khuynh hướng nội và ngoại (hoặc các gen, như sau này chúng được gọi), được truyền sang các con lai thông qua các tế bào sinh sản của bố mẹ và không biến mất ở bất cứ đâu. Sự hình thành các tính trạng không ảnh hưởng lẫn nhau mà khác nhau trong quá trình hình thành tế bào mầm và sau đó được tự do kết hợp ở thế hệ con cháu (quy luật phân chia và kết hợp các tính trạng).

Minh họa định luật Mendel

Vào ngày 6 tháng 1 năm 1884, Gregor Johann Mendel qua đời. Không lâu trước khi qua đời, Mendel đã nói: “Nếu tôi phải trải qua những giờ phút cay đắng, thì tôi phải thừa nhận với lòng biết ơn rằng còn rất nhiều giờ phút tốt đẹp, tươi đẹp hơn. Các công trình khoa học của tôi đã mang lại cho tôi rất nhiều sự hài lòng và tôi tin chắc rằng không lâu nữa cả thế giới sẽ công nhận kết quả của những công trình này ”. Tượng đài Mendel trước bảo tàng tưởng niệm ở Brno được xây dựng vào năm 1910 bằng kinh phí quyên góp của các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới.