Поділитися:
3 Закони Менделя та Експерименти Гороху
The 3 закони Менделя або менделева генетика є найважливішими твердженнями біологічного спадкування. Грегоріо Мендель, монах і австрійський натураліст, вважається батьком генетики. Завдяки своїм експериментам з рослинами Мендель виявив, що певні риси успадковуються за певними закономірностями.
Мендель вивчав успадкування, експериментуючи з горохом з рослини виду Pisum sativum він мав у своєму саду. Ця рослина була відмінною тестовою моделлю, тому що вона могла бути самозапилюваною або перехресною, а також мати кілька особливостей, які мають лише дві форми.
Наприклад: функція "колір" може бути лише зеленою або жовтою, а функція "текстура" може бути лише гладкою або грубою, а отже з іншими 5 функціями з двома формами..
Грегор Мендель сформулював свої три закони у своїй роботі, опублікованій як "Експерименти з гібридизації рослин" (1865), яку він представив в Товаристві природної історії Брюна, хоча вони були ігноровані і не були враховані до 1900.
Індекс
- 1 Історія Грегора Менделя
- 2 Експерименти Менделя
- 2.1 Результати експериментів
- 2.2 Як проводилися експерименти Менделя?
- 2.3 Чому Мендель вибрав рослини гороху?
- 3 Узагальнені 3 закони Менделя
- 3.1 Перший закон Менделя
- 3.2 Другий закон Менделя
- 3.3 Третій закон Менделя
- 4 Терміни, введені Менделем
- 4.1 Домінант
- 4.2 Рецесивний
- 4.3 Гібрид
- 5 Менделевське спадкування застосовується у людей
- 6 Приклад успадкування у кішок
- 7 4 Приклади мендельських ознак
- 8 Фактори, що змінюють мендельську сегрегацію
- 8.1 Спадщина, пов'язана з сексом
- 9 Посилання
Історія Грегора Менделя
Грегор Мендель вважається батьком генетики, завдяки внескам, які він залишив через три закони. Він народився 22 липня 1822 року, і говориться, що з раннього віку він перебував у безпосередньому контакті з природою, що викликало зацікавленість у ботаніці..
У 1843 році він увійшов до монастиря Брюна, а через три роки був висвячений на священика. Пізніше, в 1851 році, він вирішив вивчити ботаніку, фізику, хімію та історію в Віденському університеті.
Після навчання Мендель повернувся до монастиря і там він проводив експерименти, що дозволили йому сформулювати так звані закони Менделя.
На жаль, коли він представив свою роботу, він залишився непоміченим і сказано, що Мендель відмовився від експериментів з спадщини.
Однак на початку ХХ століття його роботи стали набувати визнання, коли кілька вчених і ботаніків проводили подібні експерименти і знайшли свої дослідження \ t.
Експерименти Менделя
Мендель вивчав сім характеристик рослини гороху: колір насіння, форму насіння, положення квітки, колір квітки, форму стручка, колір стручка і довжина стебла.
Існували три основні кроки для експериментів Менделя:
1-За допомогою самозапилення виробляється покоління чистих рослин (гомозигот). Тобто рослини з фіолетовими квітками завжди виробляли насіння, які породжували пурпурні квіти. Він назвав ці рослини поколінням Р (батьків).
2-Тоді він перетинав пари чистих рослин з різними ознаками і нащадками цих він називав друге покоління філії (F1).
3-Нарешті, він отримав третє покоління рослин (F2) шляхом самоочищення двох установок F1 покоління, тобто перетину двох заводів покоління F1 з тими ж властивостями.
Результати експериментів
Мендель знайшов неймовірні результати з його експериментів.
Покоління F1
Мендель виявив, що покоління F1 завжди дало таку саму властивість, хоча два батьки мали різні характеристики. Наприклад, якщо ви перетнули рослину з пурпуровими квітками з рослиною з білими квітками, то всі нащадки рослин (F1) мали фіолетові квіти.
Це тому, що фіолетова квітка є рисою домінуючим. Тому біла квітка є рисою рецесивний.
Ці результати можна показати на схемі, яка називається площею Punnett. Домінуючий ген для кольору показаний великою літерою і рецесивним геном з малою літерою. Тут фіолетовий колір є домінуючим геном, який показаний "М", а білий - рецесивним геном, який показаний "б".
Покоління F2
У поколінні F2 Мендель виявив, що 75% квіток були пурпуровими, а 25% - білими. Йому було цікаво, що хоча обидва батьки мали фіолетові квіти, 25% потомства мали білі квіти.
Поява білих квітів відбувається за рахунок генів або рецесивного ознаки, присутніх у обох батьків. Ось діаграма Punnett, яка показує, що 25% потомства мали два "b" гени, які виробляли білі квіти:
Як проводилися експерименти Менделя?
Експерименти Менделя проводилися з рослинами гороху, дещо складною ситуацією, оскільки кожна квітка має чоловічу частину і жіночу частину, тобто самоопиленную.
Отже, як Мендель може контролювати потомство рослин? Як я можу перетнути їх?.
Відповідь проста, щоб мати можливість контролювати потомство рослин гороху, Мендель створив процедуру, яка дозволила йому запобігти самопідготовці рослин.
Процедура полягала в розрізанні тичинок (чоловічих органів квіток, які містять пилкові мішечки, тобто тих, що виробляють пилок) квіток першої рослини (званої ББ) і посипання пилку з другої рослини в пестик (жіночий орган квітів, який знаходиться в центрі його) першого.
Цією дією Мендель керував процесом запліднення, що дозволило йому виконувати кожний експеримент знову і знову, щоб переконатися, що одне й те саме потомство завжди було отримано.
Так він домігся формулювання того, що зараз називається законами Менделя.
Чому Мендель вибрав рослини гороху?
Грегор Мендель вибрав рослини гороху для проведення його генетичних експериментів, тому що вони були дешевше, ніж будь-яке інше рослина, і оскільки час їх генерації дуже короткий і має велику кількість потомства.
Потомство було важливим, оскільки для того, щоб сформулювати свої закони, необхідно було провести багато експериментів.
Він також обрав їх через велику різноманітність, яка існувала, тобто, зеленого горошку, жовтого гороху, круглих стручків та інших..
Різноманітність була важливою, тому що необхідно було знати, які риси можуть бути успадковані. Саме тут виникає термін менделської спадщини.
Узагальнено 3 закони Менделя
Перший закон Менделя
Перший закон Менделя або закон однорідності зазначає, що при перетині двох чистих особин (гомозигот) всі нащадки будуть однаковими (рівномірними) за своїми ознаками..
Це пов'язано з переважанням деяких символів, їх простої копії достатньо, щоб замаскувати ефект рецесивного характеру. Таким чином, як гомозиготні, так і гетерозиготні нащадки будуть представляти один і той же фенотип (видима ознака).
Другий закон Менделя
Другий закон Менделя, який також називається законом про сегрегацію персонажів, стверджує, що під час формування гамет, алелі (спадкові фактори) відокремлюються (відокремлюються) таким чином, що потомство набуває алель від кожного родича.
Цей генетичний принцип змінив початкове переконання, що спадковість є унікальним "комбінованим" процесом, в якому потомство має проміжні риси між двома батьками.
Третій закон Менделя
Третій закон Менделя також відомий як закон незалежного відокремлення. Під час формування гамет символи різних ознак успадковуються незалежно один від одного.
В даний час відомо, що цей закон не поширюється на гени однієї хромосоми, які були б успадковані разом. Однак хромосоми відокремлюються незалежно під час мейозу.
Умови, введені Менделем
Мендель придумав кілька термінів, які в даний час використовуються в галузі генетики, включаючи: домінуючий, рецесивний, гібридний.
Домінант
Коли Мендель використовував домінуюче слово в своїх експериментах, він мав на увазі характер, який проявився зовні у індивідуума, чи існував тільки один з них, або якщо їх було два..
Рецесивний
З рецесивним, Мендель мав на увазі, що це характер, який не проявляється поза людиною, тому що домінуючий характер запобігає цьому. Тому для того, щоб воно переважало, необхідно мати двох рецесивних персонажів.
Гібрид
Мендель використовував слово гібрид для позначення результату схрещування двох організмів різних видів або різних характеристик.
Подібним чином, саме він встановив використання великої літери для домінуючих алелей і нижнього регістру для рецесивних алелів..
Згодом інші дослідники завершили свою роботу і використали інші терміни, що використовуються сьогодні: ген, алель, фенотип, гомозигота, гетерозигота.
Менделевське спадкування застосовується до людей
Особливості людських істот можна пояснити через мендельське спадкування, доки відома сімейна історія.
Потрібно знати сімейну історію, тому що з ними можна зібрати необхідну інформацію про якусь особливість.
Для цього робиться генеалогічне дерево, де описано кожну з ознак членів сім'ї, і таким чином можна визначити, від кого вони успадкували..
Приклад успадкування у кішок
У цьому прикладі колір пальто позначений B (коричневий, домінуючий) або b (білий), тоді як довжина хвоста позначена S (коротка, домінуюча) або s (довга).
Коли батьки є гомозиготними для кожної ознаки (SSbb і ssBB), їхні діти в поколінні F1 є гетерозиготними в обох алелях і лише показують домінантні фенотипи (SsbB).
Якщо потомство спаровується один з одним, то в поколінні F2 виробляються всі комбінації кольору хутра і довжини хвоста: 9 - коричневі / короткі (пурпурні), 3 - білі / короткі (рожеві), - 3 коричневий / довгий (сині коробки) і 1 білий / довгий (зелений ящик).
4 Приклади мендельських ознак
-Альбінізм: це спадковий ознака, що полягає у зміні виробництва меланіну (пігмент, який люди володіють і відповідає за колір шкіри, волосся і очей), так що в багатьох випадках є відсутність всього. Ця риса рецесивна.
-Долі вільного вуха: це домінуюча риса.
-Долоні вуха з'єдналися: це рецесивна риса.
-Вдова або клюв: ця особливість відноситься до способу, яким волосяний край закінчується на лобі. У цьому випадку вона закінчиться піком у центрі. Ті, хто представляє цю функцію, мають форму листа "w" догори дном. Це домінуюча особливість.
Фактори, що змінюють мендельську сегрегацію
Спадковість пов'язана з сексом
Успадкування, пов'язане з сексом, відноситься до того, що пов'язано з парою статевих хромосом, тобто з тими, які визначають стать особи.
У людей є Х-хромосоми і Х-хромосоми, у ХХ - хромосоми, у чоловіків - ХІ..
Деякі приклади спадкоємства, пов'язаного з сексом:
-Кольорова сліпота: це генетична зміна, яка робить кольори неможливо виділити. Зазвичай не можна розрізняти червоне і зелене, але це буде залежати від ступеня колірної сліпоти, яку представляє людина.
Кольорова сліпота передається рецесивним алелем, пов'язаним з Х-хромосомою, тому, якщо людина успадковує Х-хромосому, що представляє цей рецесивний алель, то це буде сліпий колір.
Хоча для жінок це генетична зміна, необхідно, щоб вони мали дві змінені Х-хромосоми. Тому кількість жінок з колірною сліпотою нижче, ніж у чоловіків.
-Гемофілія- це спадкове захворювання, яке, як і кольорова сліпота, пов'язане з хромосомою X. Гемофілія - це хвороба, яка змушує людину не згортатися правильно..
З цієї причини, якщо людина, яка страждає на гемофілію, скорочується, його кровотеча триватиме набагато довше, ніж інша людина, яка її не має. Це відбувається тому, що у вас немає достатньої кількості білка в крові для контролю кровотечі.
-М'язова дистрофія Дюшенна: це рецесивна спадкова хвороба, що пов'язана з Х-хромосомою, вона є нервово-м'язовою хворобою, вона характеризується наявністю значної м'язової слабкості, яка розвивається узагальненим і прогресивним шляхом.
-Гіпертрихоз- це спадкове захворювання, яке присутня в Y-хромосомі, для якої вона передається тільки від батька до чоловіка. Цей тип успадкування називається голодендиком.
Гіпертрихоз - це зростання надлишку волосся, так що ті, хто страждає, мають частини свого тіла, які є надмірно волохаті. Це захворювання також називають синдромом перевертень, оскільки багато з тих, хто страждає, майже повністю покриті волосками.
Список літератури
- Брукер, Р. (2012). Концепції генетики (1-е изд.). Компанії McGraw-Hill, Inc.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Вступ до генетики Аналіз (11-е изд.). W.H. Фрімен
- Hasan, H. (2005). Мендель і закони генетики (1-е изд.). Видавнича група Розен, Інк.
- Льюїс, Р. (2015). Генетика людини: концепції та застосування (11-е изд.). Освіта McGraw-Hill.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Принципи генетики (6-е изд.). Джон Віллі та сини.
- Trefil, J. (2003). Природа науки (1-е изд.). Хаутон Міффлін Харкорт.