Experimentele lui Mendel. Primul experiment al lui Mendel: bazele geneticii Mendel a efectuat experimente cu plante

Din momentul în care o persoană a început să devină conștientă de sine, a avut întrebarea „De ce copiii arată ca părinții lor, deși nu îi copiază niciodată complet?” În antichitate, a apărut teoria pangenezei, unul dintre susținătorii căreia a fost Aristotel. Potrivit acesteia, sămânța se formează în toate membrele corpului, după care fluxul sanguin este transmis la organele genitale. Asemănarea dintre părinți și urmași a fost explicată prin faptul că sămânța reflectă caracteristicile acelor părți ale corpului în care s-a format. Această teorie a dominat știința până în secolul al XIX-lea. Adeptul său a fost creatorul primei teorii evoluționiste, Jean Baptiste de Lamarck. El a considerat pangeneza principalul mecanism al evoluției, explicând moștenirea de către urmași a tuturor caracteristicilor dobândite de părinți în timpul vieții.

La mijlocul secolului al XIX-lea, zoologul german August Weismann a formulat teoria germoplasmei. Potrivit lui Weisaman, există două tipuri de plasmă în organism: germinală (celulele sexuale și celulele din care sunt formate) și somatică (toate celelalte celule). Germoplasma rămâne neschimbată și se transmite din generație în generație, în timp ce plasma somatică este creată de germoplasma și servește la protejarea acesteia și, de asemenea, la promovarea reproducerii.

Cu toate acestea, niciuna dintre aceste teorii nu a oferit un răspuns la întrebarea privind mecanismele și modelele de moștenire a trăsăturilor. Legile de bază ale moștenirii au fost descoperite de călugărul mănăstirii augustiniene din orașul Brunne (moderna Brno) Gregor Johann Mendel. Din 1856 până în 1866 a efectuat experimente cu mazărea de grădină (Pisum sativum), încercând să afle cum sunt moștenite caracteristicile acesteia. Experimentele lui Mendel sunt încă un model de cercetare științifică.

Trebuie spus că cu mult înainte de Mendel, mulți oameni de știință au încercat să înțeleagă semnificația și mecanismul moștenirii trăsăturilor în organismele vii. Pentru a face acest lucru, au încrucișat atât plante, cât și animale, după care au evaluat asemănarea părinților și a urmașilor. Cu toate acestea, nu au putut fi derivate modele din rezultatele obținute. Cert este că unele caracteristici au fost comune la descendenți cu unul dintre părinți, altele - cu celălalt, altele au fost comune cu ambii, pătrimi au apărut doar la părinți, iar cincimi - doar la descendenți.

Mendel a fost primul care a realizat că toată atenția trebuia concentrată pe o caracteristică prin care organismele părinților diferă în mod clar unele de altele. De aceea a ales ca obiect de cercetare mazărea de grădină, deoarece există un număr mare de soiuri. Mendel a primit semințe de diferite soiuri de la cultivatorii europeni de semințe. După care, din întregul soi, a selectat soiuri care diferă clar într-o singură caracteristică.

Cu toate acestea, înainte de a încrucișa plantele între ele, Mendel a crescut fiecare soi separat timp de doi ani pentru a se asigura că trăsătura pe care a ales-o a fost moștenită constant din generație în generație. În esență, Mendel a dezvoltat linii pure de soiuri de mazăre cu care a trebuit să lucreze.

O altă caracteristică importantă a experimentelor lui Mendel a fost o abordare cantitativă strictă. În fiecare nou experiment, el a numărat numărul de descendenți de diferite tipuri, încercând să înțeleagă dacă purtătorii uneia sau altei trăsături din fiecare pereche au fost reproduși cu aceeași frecvență.

În cele din urmă, Mendel a pus în scenă foarte inteligent experimentul de încrucișare. Se știe că mazărea este o plantă cu autopolenizare. Pentru a efectua polenizarea încrucișată, Mendel a deschis mugurii și a îndepărtat staminele cu polen necoapt. După aceea, a polenizat aceste flori cu polen de la o altă plantă.

S-a dovedit că toți urmașii aveau mazăre galbenă în păstăi, indiferent dacă planta mamă sau tată avea aceeași mazăre galbenă. Trăsătura opusă, culoarea verde a mazărei, nu a apărut la descendenții primei generații. Astfel, toți hibrizii din prima generație se dovedesc a fi uniformi.

Mendel a descoperit că toate cele 7 perechi ale trăsăturilor sale alese s-au comportat în acest fel - în prima generație de descendenți, doar una dintre cele două alternative s-a manifestat. Mendel a numit astfel de trăsături dominante, iar pe cele opuse - recesive.

Prin creșterea plantelor din semințele hibride rezultate, Mendel le-a permis să se autopolenizeze. S-a dovedit că în a doua generație de descendenți au existat plante atât cu semințe galbene, cât și verzi. Mai mult decât atât, mazărea de diferite culori a fost adesea găsită într-o „păstaie”. Mendel a calculat că pentru fiecare 6.022 de mazăre galbenă există 2.001 de mazăre verde, ceea ce reprezintă un raport de 3:1 (mai precis 3,0095:1).

Relații similare au fost obținute în experimente cu alte trăsături. În a doua generație, trei sferturi dintre plante au avut o trăsătură dominantă și doar un sfert a avut o trăsătură recesivă. Astfel, trăsătura recesivă a reapărut după o generație.

Tabelul 1. Rezultatele experimentelor lui G. Mendel privind încrucișarea soiurilor de mazăre care diferă într-o singură trăsătură

După aceasta, Mendel a germinat semințele celei de-a doua generații de plante hibride și le-a dat posibilitatea de a se autopoleniza. Acest lucru i-a permis să stabilească dacă caracteristicile descendenților din a doua generație au fost păstrate în viitor sau nu. S-a dovedit că plantele cu semințe verzi au fost crescute în puritate, adică au produs întotdeauna plante cu aceleași semințe verzi. Dar plantele cu semințe galbene s-au dovedit a fi eterogene. Aproximativ o treime din plantele cu semințe galbene au fost întotdeauna crescute pur, adică în toate generațiile ulterioare, descendenții lor au avut doar semințe galbene. Descendența celor 2/3 rămase din plantele cu semințe galbene au produs atât mazăre galbenă, cât și mazăre verde, al căror raport a fost de aproximativ 3:1.

Mendel a obținut rezultate similare pentru alte perechi de trăsături. În toate cazurile, purtătorii de trăsături recesive din hibrizii din a doua generație au fost crescuți puri. Purtătorii de trăsături dominante au fost de două tipuri: o treime dintre ei au fost întotdeauna crescuți puri, în timp ce la urmașii celor 2/3 rămase, trăsăturile dominante și recesive au fost găsite într-un raport de 3: 1.

Explicând rezultatele experimentelor sale, Mendel a făcut următoarea presupunere. Caracteristicile alternative sunt determinate de anumiți factori care se transmit de la părinți la urmași cu gameți. Fiecare factor există în două forme alternative, care oferă una dintre posibilele manifestări ale trăsăturii. Faptul că în descendenții hibrizilor din prima și generațiile următoare există purtători ai ambelor caracteristici parentale i-a permis lui Mendel să tragă o concluzie foarte importantă: „Cei doi factori care determină manifestările alternative ale unei trăsături nu se contopesc în niciun caz unul cu celălalt, dar rămân separati pe toată durata vieții individului și când gameții se formează, ei diverg în gameți diferiți.” Ulterior, această afirmație a fost numită legea lui Mendel a divizării.

Mendel nu numai că și-a desfășurat experimentele cu brio, dar și-a testat și presupunerile. Pentru a face acest lucru, a încrucișat plante hibride de prima generație cu o plantă-mamă recesivă. Ca urmare a unei astfel de încrucișări, plantele cu o trăsătură dominantă și recesivă s-au dovedit a fi în proporții aproximativ egale (adică, 1:1). Aceasta a dovedit validitatea concluziilor trase. Metoda folosită de Mendel pentru a verifica rezultatele încrucișării este utilizată pe scară largă astăzi și se numește analiza încrucișării.

În primăvara anului 1865, Mendel a raportat rezultatele experimentelor sale la o reuniune a Societății Brunn a Naturaliștilor. În mod ciudat, nu i s-a pus nicio întrebare, iar raportul în sine nu a trezit prea mult interes. Un an mai târziu, articolul său a fost publicat în revista „News of the Natural History Society of Brunn”. Cu toate acestea, ca și raportul, acesta nu a stârnit interes în rândul oamenilor de știință. S-a întâmplat că descoperirea remarcabilă a fost uitată până la începutul secolului al XX-lea. În 1900, trei oameni de știință, independent unul de celălalt: olandezul Hugo de Vries, germanul Karl Correns și austriacul Erich Tsermak, după ce și-au condus propriile experimente, au obținut aceleași rezultate ca și Mendel. Spre meritul nostru, toți trei au recunoscut necondiționat prioritatea lui Mendel în această descoperire.

Întrebarea 1. Dați definiții conceptelor „ereditate” și „variabilitate”.

Ereditatea este capacitatea organismelor vii de a-și transmite caracteristicile, proprietățile și caracteristicile de dezvoltare generației următoare. Asigură continuitatea materială și funcțională a generațiilor și este motivul pentru care noua generație este asemănătoare cu cea anterioară. Moștenirea trăsăturilor se bazează pe transferul materialului genetic către descendenți.

Variabilitatea este capacitatea organismelor vii de a exista sub diverse forme, adică de a dobândi, în procesul dezvoltării individuale, caracteristici care diferă de calitățile altor indivizi din aceeași specie, inclusiv ale părinților lor. Variabilitatea poate fi determinată de caracteristicile genelor unui individ, combinația lor etc., sau poate de interacțiunea individului și a mediului. În acest din urmă caz, chiar și organismele identice genetic sunt capabile să dobândească caracteristici și proprietăți diferite în timpul procesului de ontogeneză.

Întrebarea 2. Cine a descoperit prima dată modelele de moștenire a trăsăturilor?

Prima persoană care a descoperit modelele de moștenire a trăsăturilor a fost omul de știință austriac Gregor Mendel (1822-1884). În calitate de călugăr la mănăstirea din Brunn (Brno, Cehia modernă), a încrucișat timp de opt ani diferite soiuri de mazăre (1856-1863). În 1865, G. Mendel, la o reuniune a Societății Oamenilor de Științe Naturale din Brunn, a raportat rezultatele experimentelor sale. Lucrarea a fost apreciată abia după 1900, când trei botanişti (Hugo de Vries în Olanda, Karl Correns în Germania şi Erich Tsermak în Austria) au redescoperit în mod independent tiparele moştenirii.

Întrebarea 3. Pe ce plante a efectuat experimente G. Mendel?

Mendel a efectuat experimente pe diferite soiuri de mazăre cu semințe. Pentru experimentele sale, a folosit 22 de soiuri de mazăre, care diferă în șapte caracteristici. În total, în timpul cercetărilor sale a studiat peste zece mii de plante.

Întrebarea 4. Datorită ce trăsături ale organizării muncii a reuşit Mendel să descopere legile moştenirii trăsăturilor?

Gregor Mendel a reușit să descopere legile moștenirii trăsăturilor datorită următoarelor caracteristici ale lucrării sale: Material de pe site

• planta experimentală a fost mazărea - o plantă nepretențioasă, care are o fertilitate mare și produce mai multe recolte pe an;
• mazărea este o plantă cu autopolenizare, care evită pătrunderea accidentală a polenului străin. Mendel, în timpul experimentelor de polenizare încrucișată, a îndepărtat staminele și a transferat polenul unei plante părinte în pistilul alteia cu o perie;
• Mendel a studiat trăsături calitative, clar distinse, fiecare dintre acestea fiind controlată de o singură genă;
• La procesarea datelor, omul de știință a ținut evidențe cantitative stricte ale tuturor plantelor și semințelor.

Nu ați găsit ceea ce căutați? Utilizați căutarea

Pe această pagină există material pe următoarele subiecte:

• Domnul Mendel - fondatorul geneticii
• modele genetice descoperite de Mendel
• Genetica este știința legilor eredității și variabilității. G. Mendel – fondatorul geneticii
• graţie căror caracteristici ale organizării muncii Mendel a putut descoperi legile moştenirii trăsăturilor
• definiți conceptele de genetică

Realizări:

Poziție profesională, socială: Mendel - botanist austriac, călugăr augustinian, stareț, stareț.

Contribuții principale (cunoscute pentru): Mendel a fost un botanist austriac care a descoperit principiile fundamentale ale eredității și a pus bazele geneticii moderne. Teoria lui este unul dintre sistemele de bază ale biologiei.
Depozite: Mendel a arătat că moștenirea acestor caracteristici se supune unor legi, care se numesc acum.
legile lui Mendel despre ereditate și, care descriu ordinea de transmitere a caracteristicilor ereditare de la generație la generație:
Legea unității de caractere (gene) spune că caracteristicile personalității sunt sub controlul unor factori ereditari, perechi de unități elementare cunoscute acum sub numele de gene.
Legea dominantei spune că unii factori moșteniți sunt dominanti și pot masca alți factori recesivi.
Legea divizării (segregării) spune că factorii unei perechi sunt separați în timpul reproducerii, astfel încât doar unul dintre factori influențează descendența.
Legea combinației independente care spune că trăsăturile individuale ale unui organism se transmit independent unele de altele.
Principiul dominanței incomplete, afirmă că pentru unele caracteristici nicio genă nu este dominantă.
Și-a publicat rezultatele în 1865, dar munca sa a fost ignorată. Importanța lucrării lui Mendel nu a fost recunoscută decât în ​​1900, când trei botanici, Carl Erich Correns, Erich von Cermak și Hugo de Vries, lucrând independent unul de celălalt, au ajuns la concluzii similare și, în acest proces, i-au descoperit opera.
În anii 1930 și 1940, a fost creată teoria sintetică modernă, combinând genetica mendeliană cu teoria selecției naturale a lui Darwin.
Sistemul său s-a dovedit a fi general aplicabil și este unul dintre sistemele de bază ale biologiei.
Lucrari principale: Versuche über Pflanzen-Hybride „Tratate despre hibrizi de plante”, 1865.

Viaţă:

Origine: Gregor Mendel s-a născut pe 20 iulie 1822, într-o familie etnică germană din Heinzendorf, Imperiul Austriac, și a fost botezat două zile mai târziu. Era fiul lui Anton și Rosina Mendel și avea o soră mai mare, Veronica, precum și o soră mai mică, Theresia. Strămoșii săi erau fermieri, iar tatăl său a trebuit să muncească din greu ca iobag. Chiar și atunci, Mendel a arătat o mare dragoste pentru natură și a purtat această dragoste de-a lungul vieții. În copilărie, Mendel a lucrat mult în grădină și a studiat apicultura.
Educaţie:În 1831 a fost trimis la școala piarist din Lipnik și la vârsta de 12 ani la gimnaziul din Opava (Troppau). În tinerețe, în 1840-1843, a studiat la Institutul de Filosofie din Olmutz. Din 1844 până în 1848 a studiat la Institutul Teologic Brünn și mai târziu la Universitatea din Viena.
Principalele etape ale activității profesionale:Între 1856 și 1865 a condus o serie de experimente cu plante de mazăre, iar descoperirile sale au devenit o bază matematică pentru bazele geneticii.
La recomandarea profesorului său de fizică Friedrich Franz, în 1843 a intrat în mănăstirea augustiniană Sf. Toma (Sf. Toma) din Brunn. Născut Johann Mendel, la intrarea în monahism a luat numele Gregor. În 1847 a fost hirotonit preot și a slujit pentru o scurtă perioadă de timp ca vicar la mănăstirea din Old Brunne.
În 1851 a fost trimis să studieze la Universitatea din Viena și în 1853 s-a întors la mănăstirea sa ca profesor, în special în fizică. În acea perioadă, augustinienii predau filozofie, limbi străine, matematică și științe în licee și universități.
În acest moment, împreună cu predarea și cercetarea teologică, Mendel a studiat agricultura, pomicultură și viticultura la Institutul de Filosofie din Brünn. Înconjurat de o atmosferă de activitate dinamică, Mendel a găsit condiții optime pentru studiile sale, iar apoi pentru munca sa de cercetare. A fost inspirat de profesorii săi universitari și de colegii săi de la mănăstire pentru a efectua cercetări asupra schimbărilor în plante. Principalele sale cercetări și-a desfășurat între 1856 și 1865 în grădina mănăstirii sale.
În 1868, Mendel a devenit stareț al Mănăstirii Sfântul Toma și nu a mai fost implicat în cercetarea științifică. În timpul liber, pe parcursul a 10 ani, a crescut cel puțin 29.000 de plante de mazăre. Le-a polenizat cu grijă, ambalându-le pentru a le proteja de fertilizarea accidentală, apoi a descris plantele care cresc din semințe.
El a catalogat cu precizie statistică generațiile succesive de mazăre, încercând să determine cauzele unor trăsături atât de variate precum înălțimea (înaltă sau scundă), culorile florilor (verde sau galben) și forma în timpul reproducerii.
Principalele etape ale vieții personale: Mendel era o persoană bună și lipsită de conflicte. A fost foarte iubit de enoriași, studenți și călugări. Nu s-a căsătorit niciodată și nu a avut copii.
Mendel a murit la 6 ianuarie 1884, la vârsta de 61 de ani, la Brno, Moravia, Austro-Ungaria (acum Republica Cehă).
A evidentia: De la vârsta de patruzeci de ani până la sfârșitul zilelor sale, Mendel a suferit din cauza excesului de greutate. În apartamentul mănăstirii sale a fost înființată o mică menajerie. Charles Darwin nu era familiarizat cu opera lui Mendel. Mendel a murit fără să știe că va deveni cunoscut ca părintele geneticii. După moartea sa, succesorul său starețul a ars toate documentele din colecția lui Mendel pentru a evita impozitarea.

Mendel, născut în 1822 în Cehia într-o familie de țărani săraci, și-a dorit cu pasiune să fie profesor și om de știință. În 1843 a devenit novice la mănăstirea augustiniană (acolo a primit noul nume Gregor). La școala mănăstirii, a studiat teologia și limbile antice orientale, a ascultat prelegeri despre științe naturale la Institutul Filosofic Brunn și a fost interesat de colecțiile mineralogice și botanice. Mendel a urmat o pregătire suplimentară la Universitatea din Viena.

Întors de la Viena, cercetătorul a început un experiment științific clar planificat. Era foarte interesat de o manifestare cu adevărat uimitoare a eredității.

Pentru experimente, a ales mazărea obișnuită cu semințe. Spre deosebire de predecesorii săi, Mendel și-a pus sarcina de a studia moștenirea nu a unui întreg complex, ci a caracterelor individuale, clar diferite. Acest lucru a restrâns gama de întrebări, dar a făcut posibilă obținerea unor rezultate mai clare. Mendel a petrecut zece ani realizând experimentul planificat.

Alegerea mazării ca obiect de cercetare se datorează confortului cultivării sale, unei varietăți mari de forme și capacității de autofertilizare. Polenul din antere aterizează pe stigma aceleiași flori înainte de a se deschide - astfel o plantă este atât paternă, cât și maternă.

În fertilizarea încrucișată, polenul este transportat de insecte sau de vânt. La mazăre, ca toate plantele cu autofertilizare, este posibilă numai fertilizarea artificială încrucișată. În florile plantelor mamă, anterele sunt îndepărtate înainte ca polenul să se reverse. Apoi colectează polenul din planta tatălui și îl transferă cu o perie pe stigmatizarea plantei mamei. În acest caz, mazărea este descendentul diferitelor plante.

Toate lucrările experimentale ale lui Mendel cu mazăre s-au distins prin minuțiozitate ridicată și consistență a observațiilor. Pe parcursul a doi ani, a testat puritatea a 34 de soiuri. Pentru fiecare experiment, cercetătorul a selectat două soiuri care diferă într-o pereche de trăsături. Au fost studiate un total de șapte caracteristici. Acestea sunt culoarea cotiledoanelor (galben sau verde), a învelișului semințelor (alb sau colorat) și a fasolei imature (verde sau galbenă), forma semințelor mature (rotunde sau unghiulare) și a fasolei mature (convexă sau cu interceptări adânci între semințele), aranjamentul florilor (axilar sau apical), înălțimea tulpinii (înaltă sau joasă).

Mendel a efectuat șapte încrucișări între plante care diferă unele de altele într-o trăsătură. În fiecare caz, urmașii din prima generație semănau cu unul dintre părinți și nu aveau caracteristica celuilalt părinte. Suprimarea unor trăsături de către altele în organismele hibride se numește dominanță. Mendel a fost cel care a introdus termenul de „dominant” (supresiv) - pentru o trăsătură care a fost dezvăluită la descendenți - și „recesiv” (suprimat) - pentru o trăsătură care părea să dispară. Astfel, mazărea galbenă rotundă și culoarea verde a fasolei imature sunt trăsături dominante, în timp ce mazărea verde încrețită și culoarea galbenă a fasolei necoapte sunt recesive.

Potrivit lui Mendel, ambele trăsături sunt oarecum prezente la descendent, dar cea dominantă o suprimă pe cea recesivă, iar aceasta rămâne în stare latentă. Această ipoteză poate fi confirmată prin analiza plantelor din a doua generație. Mendel a semănat semințe hibride din fiecare plantă separat. De data aceasta nu a fost nevoit să facă încrucișarea intensivă a forței de muncă. Autofertilizarea a avut loc în florile de mazăre. În timp ce prima generație de plante avea doar semințe galbene, a doua generație a produs plante atât cu semințe galbene, cât și cu semințe verzi. Un lucru similar s-a observat la analiza descendenților celorlalte șase tipuri de încrucișare. În toate cazurile, a fost dezvăluit un anumit model de apariție la a doua generație de plante cu trăsături dominante și recesive.

Ca urmare a numeroaselor experimente, Mendel a stabilit clar că în a doua generație raportul plantelor cu trăsături dominante și recesive este de 3:1. Trei părți sunt formate din plante cu semințe galbene și una cu semințe verzi. În generațiile ulterioare, la unele plante cu semințe galbene, despicarea se observă din nou în același raport, în timp ce la altele se formează doar semințe galbene. Plantele cu o trăsătură recesivă - semințe verzi, încrețite, culoarea galbenă a fasolei necoapte - nu se împart în generațiile ulterioare, toți descendenții se dovedesc a fi omogene.

Mendel nu numai că a continuat să studieze comportamentul trăsăturii timp de șapte generații, dar a și repetat experimentele de multe ori. În toate cazurile, rezultatele au fost aceleași. Pe baza acestui fapt, omul de știință a formulat modelele de bază ale moștenirii trăsăturilor. Aceasta este, în primul rând, regula uniformității hibrizilor din prima generație, sau legea dominației și regula (legea) segregării în a doua generație.

Moștenirea trăsăturilor conform unei scheme 3:1 se numește împărțire în funcție de fenotip, adică în funcție de aspect, în funcție de caracteristicile vizibile. La plantele de mazăre din a doua generație se observă trei sferturi de semințe galbene „mixte” și un sfert de semințe verzi „pure”. Semințele galbene „pure” nu au dispărut cu totul, ci au fost printre cele trei sferturi de plante cu astfel de caracteristici. Punând semințele galbene, netede, pe picior de egalitate cu cele verzi, încrețite, transformăm raportul 3:1 al urmașilor din a doua generație într-un 1:2:1 mai corect, numit segregare după genotip. Prin genotip înțelegem baza ereditară, un complex de unități-gene ereditare care determină dezvoltarea tuturor caracteristicilor organismului. Noul raport de plante cu trăsături diferite arată că jumătate din descendenții din a doua generație sunt hibrizi, care sunt ulterior divizați, iar cealaltă jumătate este formată din plante nedespărțite (pure) - un sfert cu trăsături dominante și un sfert cu trăsături recesive. cele.

Una dintre cele mai importante caracteristici ale lucrării lui Mendel este traducerea legilor biologice în limbaj matematic. Pentru analiza matematică a transmiterii trăsăturilor prin moștenire, el a propus simbolismul alfabetic pentru a desemna factorii ereditari. Trăsătura dominantă - culoarea galbenă, forma netedă a semințelor etc. - este desemnată A, iar trăsătura recesivă este desemnată a. Astfel, grupul de plante cu culoarea semințelor „pur” galben este exprimat prin formula AA, „pur” verde - aa și mixt - Aa. Raportul dintre diferitele tipuri de plante din a doua generație pe baza culorii semințelor este scris sub forma AA: 2Aa: aa. Formele constante AA și aa se numesc homozigote (identice), iar formele de scindare Aa se numesc heterozigote (diferite, hibride).

Până acum, am vorbit despre moștenirea unei trăsături la urmași ai cărei părinți diferă într-o anumită trăsătură (culoarea sau forma semințelor, culoarea fasolei etc.). Dar fiecare dintre părinți are întregul set de trăsături studiate, așa că este important să știm care dintre ele apar la urmași. La următoarea etapă a lucrării sale, Mendel a folosit părinți care diferă unul de celălalt în două caracteristici - culoarea și forma semințelor. Deoarece culoarea galbenă și forma netedă a semințelor sunt trăsături dominante, iar culoarea verde și forma încrețită a semințelor sunt recesive, în prima generație toate semințele vor fi galbene și netede.

După autopolenizare în a doua generație, plantele de mazăre prezintă toate cele patru combinații posibile de trăsături. Ambele perechi de personaje se împart complet independent unul de celălalt, dând o împărțire totală de 9:3:3:1. Pentru fiecare 16 semințe, în medie ar trebui să existe nouă netede galbene, trei galbene șifonate, trei verzi netede și una verde șifonată. Dacă notăm culoarea semințelor cu literele A și a, iar forma semințelor cu B și c, descendenții primei generații a hibridului vor avea formula AaBb.

Încrucișarea părinților care diferă în două perechi de caracteristici se numește di-, în trei - tri-, în multe caractere - polihibrid. Analiza descendenților din plantele de mazăre încrucișate care diferă în mai mult de o pereche de trăsături i-a permis lui Mendel să formuleze a treia lege - legea combinației independente (diferitele trăsături sunt moștenite independent unele de altele).

Legile eredității stabilite de oamenii de știință au o semnificație biologică generală. Acestea au fost confirmate de numeroase studii asupra diferitelor specii de plante și animale. Spre deosebire de ideile existente anterior despre unitatea caracteristicilor parentale la urmași sau natura mozaică a moștenirii lor - unele caractere sunt dobândite de la mamă, altele de la tată - Mendel a arătat natura discretă a eredității. De fapt, dacă în timpul încrucișării, caracteristicile ereditare ale părinților nu ar fi păstrate la urmași, ci ar fi „dizolvate” sau „amestecate”, atunci selecția naturală ar fi imposibilă.

Mendel nu numai că a formulat legile eredității, dar le-a și explicat corect la nivelul de atunci al științei. După ce a stabilit că nu întregul set de proprietăți este moștenit, ci caracteristicile individuale, el le-a conectat cu „înclinații ereditare” individuale sau „factori” localizați în celulele germinale. Predecesorii cercetătorului au descoperit sexul în plante și au arătat că formarea de organisme hibride are loc atunci când celulele germinale masculine și feminine se îmbină.

Dacă presupunem că fiecare dintre părinți transmite descendenților câte un factor din fiecare soi, atunci fiecare dintre ei va avea doi factori - unul de la tată, celălalt de la mamă, în generația următoare - patru etc. Și după un timp în plante vor exista mulți factori care determină fiecare trăsătură (culoarea și forma semințelor, fasolei etc.). Dându-și seama de absurditatea unei astfel de presupuneri, Mendel a ajuns la concluzia că fiecare dintre părinți are doi factori de fiecare tip și unul dintre ei intră în embrion. Astfel, semințele de mazăre de culoare galbenă au factori AA, iar cele de culoare verde au factori aa. Dacă părinții diferă în astfel de culori, atunci formula hibrizilor va arăta ca Aa.

Când astfel de hibrizi se reproduc, produc două tipuri de gameți sexuali: unii vor avea factorul A, alții - a. În funcție de combinațiile în care sunt combinate aceste tipuri de gameți, în timpul fertilizării se pot forma plante hibride (Aa) și parentale (AA și aa). Combinația gameților de ambele tipuri nu duce la fuziunea sau amestecarea lor într-un organism hibrid. Genele A și a rămân la fel de individuale în hibrizi precum au fost în formele parentale. Aceasta a fost numită puritate gameți pentru fiecare pereche de gene.

În munca lui Mendel, factorii ereditari nu au fost asociați cu nicio structură materială specifică a celulei și cu procesele de diviziune celulară. Studii ulterioare legate de elucidarea rolului cromozomilor în ereditate au confirmat complet corectitudinea ipotezei prezentate cu privire la puritatea gameților. Astfel, cu mult înainte de dezvoltarea teoriei cromozomiale a eredității, s-a prezis existența unor depozite materiale separate (gene) și distribuția egală a materialului ereditar în timpul formării celulelor germinale. Principiile purității gameților au stat la baza geneticii moderne și au contribuit la întărirea poziției învățăturii evoluționiste darwiniste.

Întrebarea 1. Dați definiții conceptelor „ereditate” și „variabilitate”.

Ereditatea este capacitatea organismelor vii de a-și transmite caracteristicile, proprietățile și caracteristicile de dezvoltare generației următoare. Asigură continuitatea materială și funcțională a generațiilor și este motivul pentru care noua generație este asemănătoare cu cea anterioară. Moștenirea trăsăturilor se bazează pe transmiterea materialului genetic către descendenți.

Variabilitatea este capacitatea organismelor vii de a exista sub diverse forme, adică de a dobândi, în procesul dezvoltării individuale, caracteristici care diferă de calitățile altor indivizi din aceeași specie, inclusiv ale părinților lor. Variabilitatea poate fi determinată de caracteristicile genelor unui individ, combinația lor etc., sau poate de interacțiunea individului și a mediului. În acest din urmă caz, chiar și organismele identice genetic sunt capabile să dobândească caracteristici și proprietăți diferite în timpul procesului de ontogeneză.

Întrebarea 2. Cine a descoperit prima dată modelele de moștenire a trăsăturilor?

Prima persoană care a descoperit legile moștenirii trăsăturilor a fost omul de știință austriac Gregor Mendel (1822-1884). În calitate de călugăr la mănăstirea din Brunn (Brno, Cehia modernă), a încrucișat timp de opt ani diferite soiuri de mazăre (1856-1863). În 1865, G. Mendel a raportat rezultatele experimentelor sale la o reuniune a Societății Oamenilor de Științe Naturale din Brünn. Lucrarea a fost apreciată abia după 1900, când trei botanişti (Hugo de Vries în Olanda, Karl Correns în Germania şi Erich Tsermak în Austria) au redescoperit în mod independent tiparele moştenirii.

Întrebarea 3. Pe ce plante a efectuat experimente G. Mendel?

Mendel a efectuat experimente pe diferite soiuri de mazăre cu semințe. Pentru experimentele sale, a folosit 22 de soiuri de mazăre, care diferă în șapte caracteristici. În total, în timpul cercetărilor sale a studiat peste zece mii de plante.

Întrebarea 4. Datorită ce trăsături ale organizării muncii a reuşit Mendel să descopere legile moştenirii trăsăturilor?

Gregor Mendel a reușit să descopere legile moștenirii trăsăturilor datorită următoarelor caracteristici ale lucrării sale:

planta experimentală a fost mazărea - o plantă nepretențioasă, care are o fertilitate mare și produce mai multe recolte pe an; Mazărea este o plantă cu autopolenizare, care evită pătrunderea accidentală a polenului străin. Mendel, în timpul experimentelor de polenizare încrucișată, a îndepărtat staminele și a folosit o perie pentru a transfera polenul de la o plantă părinte în pistilul alteia; Mendel a studiat trăsături calitative, clar distinse, fiecare dintre acestea fiind controlată de o singură genă; La procesarea datelor, omul de știință a ținut evidențe cantitative stricte ale tuturor plantelor și semințelor.

Cum să descărcați un eseu gratuit? . Și un link către acest eseu; Genetica este știința legilor eredității și variabilității. G. Mendel – fondatorul geneticii deja în marcajele dvs.

Întrebarea 1. La ce reguli a respectat G. Mendel când și-a desfășurat experimentele? G. Mendel a dezvoltat o metodologie de realizare a experimentelor pe hibrizi de plante. Esența acestei tehnici a fost următoarea. În primul rând, pentru realizarea experimentelor, G. Mendel a ales cu succes obiectul de studiu - mazărea de grădină, o plantă autopolenizantă cu o perioadă scurtă de coacere, care este foarte convenabilă pentru analiza urmașilor. În al doilea rând, G. Mendel a folosit linii pure de mazăre de grădină, care erau soiuri diferite care diferă în anumite caracteristici și nu se amestecau în condiții naturale. Al treilea,
Întrebarea 1. Care cruce se numește dihibridă? O încrucișare dihibridă este un tip de încrucișare în care este urmărită moștenirea a două perechi de trăsături alternative. Întrebarea 2. Formulați legea moștenirii independente. Pentru ce perechi alelice este adevărată această lege? Legea moștenirii independente este următoarea: atunci când se încrucișează doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două sau mai multe perechi de caracteristici alternative, genele și caracteristicile lor corespunzătoare sunt transmise descendenților independent unul de celălalt și sunt combinate în toate combinațiile posibile. . Această lege
Întrebarea 1. Ce sunt cromozomii? Cromozomii sunt structuri speciale, intens colorate ale nucleului, clar vizibile la microscop în timpul diviziunii celulare și sunt purtători de material genetic. Fiecare cromozom conține o moleculă de ADN conectată la o proteină specială care îl face compact. Secțiunile de ADN care conțin informații despre structura primară a unei proteine ​​se numesc gene. Fiecare cromozom conține multe gene. Funcția cromozomilor este distribuția precisă a informațiilor ereditare în timpul diviziunii celulare. Întrebarea 2. De ce nu este întotdeauna respectată regula moștenirii independente?
Întrebarea 1. Ce contribuție la biologie a adus J. B. Lamarck? Prezentați principalele prevederi ale teoriei sale evoluționiste. J. B. Lamarck (1744-1829) a creat prima teorie holistică a evoluției. El a determinat premisele evoluției (ereditatea și variabilitatea) și a indicat direcția acesteia (creșterea complexității organizării). Să enumerăm principalele prevederi ale teoriei lui J. B. Lamarck. Primele organisme au apărut din natura anorganică prin generare spontană. Dezvoltarea lor ulterioară a dus la complicarea ființelor vii. Toate organismele au o dorință de îmbunătățire care le-a fost inerentă inițial
Întrebarea 1. Credeți că încrucișările dihibride apar adesea în natură? Dacă un experimentator selectează două perechi de trăsături pentru analiza ulterioară și încrucișează organisme care diferă în mod clar între ele în aceste două trăsături, atunci el efectuează o încrucișare dihibridă. De fapt, fiecare organism este un purtător cu multe caracteristici diferite. În natură, nimeni nu selectează trăsăturile pentru analiză. Și este greșit să vorbim despre cât de des apare în natură traversarea dihibridă. Întrebarea 2. Câte tipuri de gameți?
Test de biologie pentru clasa a 9-a „Modele generale de evoluție biologică” Întocmit de: profesor de biologie al filialei școlii secundare MBOU Murzitsa - școala secundară Kochetovskaya. Kochetovka Mokeeva Svetlana Nikolaevna Sarcini de testare în biologie, clasa a 9-a „Modele generale de evoluție biologică” 1. Procesul de divergență a caracteristicilor organismelor care decurg dintr-un strămoș comun în timpul adaptării la diferite condiții de viață este ... A) Idioadaptarea B) Convergența C ) Divergența D) Degenerarea generală 2. Asemănarea structurii în grupuri îndepărtate sistematic este... A) Idioadaptarea B) Convergența C) Divergența D) Degenerarea generală 3. La regulile generale ale evoluției
Aplicarea tehnologiilor informaţionale în lecţiile de biologie. Lecția de biologie în clasa a IX-a „Modele de ereditate” Prezentare Power Point pentru lecția Subiectul – Clasa de biologie – 9 Tema lecției – „Modele de ereditate” Complexul de predare și învățare utilizat este un program de stat pentru școli medii, gimnazii, licee. Buttard, Moscova, 2002 Manual - „Biologie generală” clasa a IX-a Autori A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik Obiectivele lecției: Educațional: Generalizarea și consolidarea cunoștințelor despre legile eredității organismelor vii; Pentru a-ți forma o idee despre principiile moștenirii trăsăturilor