Milliste taimedega Mendel katsetas? Gregor Mendel - kaasaegse geneetika isa

Küsimus 1. Määratlege mõisted "pärilikkus" ja "muutus".

Pärilikkus on elusorganismide võime oma tunnuseid, omadusi ja arenguomadusi järgmisele põlvkonnale edasi anda. See tagab põlvkondade materiaalse ja funktsionaalse järjepidevuse, on põhjuseks, et uus põlvkond on eelmisega sarnane. Tunnuste pärandumine põhineb geneetilise materjali ülekandmisel järglastele.

Muutlikkus on elusorganismide võime eksisteerida erinevates vormides, st omandada isendiarengu käigus tunnuseid, mis erinevad teiste sama liigi isendite, sealhulgas nende vanemate omadustest. Varieeruvust saab määrata indiviidi geenide omaduste, nende kombinatsiooni jms või võib-olla üksikasjade ja üksikasjade koosmõjuga. keskkond... Viimasel juhul on isegi geneetiliselt identsed organismid võimelised omandama ontogeneesi käigus erinevaid märke ja omadusi.

2. küsimus. Kes avastas esimesena tunnuste pärimise mustrid?

Esimene inimene, kes avastas tunnuste pärimise seadused, oli Austria teadlane Gregor Mendel (1822-1884). Brunne (Brno, praegune Tšehhi) kloostri mungana ristas ta kaheksa aastat (1856-1863) erinevaid hernesorte. 1865. aastal andis G. Mendel Loodusuurijate Seltsi koosolekul Brunnis aru oma katsete tulemustest. Teost hakati hindama alles pärast 1900. aastat, kui kolm botaanikku (Hugo de Vries Hollandis, Karl Correns Saksamaal ja Erich Cermak Austrias) taasavastasid iseseisvalt pärimisseadused.

Küsimus 3. Milliste taimedega katsetas G. Mendel?

Mendel tegi katseid erinevate seemnehernesortidega. Oma katsetes kasutas ta 22 hernesorti, mis erinevad seitsme omaduse poolest. Kokku uuris ta oma uurimistöö käigus üle kümne tuhande taime.

Küsimus 4. Tänu millistele töökorralduse tunnustele suutis G Mendel avastada tunnuste pärilikkuse seaduspärasusi?

Gregor Mendelil õnnestus avastada tunnuste pärimise seadused tänu oma töö järgmistele tunnustele: Materjal saidilt

• katsetaim oli hernes - vähenõudlik kõrge viljakusega taim, mis annab aastas mitu saaki;
• herned on isetolmlevad taimed, mis väldivad võõra õietolmu juhuslikku allaneelamist. Mendel eemaldas risttolmlemise katsete käigus tolmukad ja kandis pintsliga ühe vanemtaime õietolmu teise taime põldu;
• Mendel uuris kvalitatiivseid, selgelt eristatavaid tunnuseid, millest igaüht kontrollis üks geen;
• andmete töötlemisel pidas teadlane kõigi taimede ja seemnete üle ranget kvantitatiivset arvestust.

Kas te ei leidnud seda, mida otsisite? Kasutage otsingut

Sellel lehel on materjal teemadel:

• Mendel - genetki asutaja
• Mendeli avastatud geneetilised mustrid
• Geneetika on pärilikkuse ja muutlikkuse seaduste teadus. G. Mendel – geneetika rajaja
• tänu sellele, millistele töökorralduse iseärasustele suutis hr Mendel avastada tunnuste pärimise seadused.
• anda geneetika mõistete definitsioon

Alates hetkest, kui inimene hakkas ennast teadvustama, tekkis tal küsimus "Miks näevad lapsed välja nagu oma vanemad, kuigi nad ei kopeeri neid kunagi täielikult?" Iidsetel aegadel tekkis pangeneesi teooria, mille üks pooldajaid oli Aristoteles. Seeme moodustub tema sõnul kõigis kehaliikmetes, misjärel kandub vereringe edasi suguelunditesse. Vanemate ja järglaste sarnasus tulenes asjaolust, et seeme peegeldab nende kehaosade omadusi, milles see moodustati. See teooria domineeris teaduses kuni 19. sajandini. Selle järgija oli esimese evolutsiooniteooria looja Jean Baptiste de Lamarck. Ta pidas evolutsiooni peamiseks mehhanismiks pangeneesi, mis selgitas kõigi vanemate elu jooksul omandatud tunnuste pärandumist järglastele.

V XIX keskpaik sajandi saksa zooloog August Weismann sõnastas iduplasma teooria. Veisamani sõnul on organismis kahte tüüpi plasmat: idu (sugurakud ja rakud, millest need moodustuvad) ja somaatiline (kõik muud rakud). Iduplasma jääb muutumatuks ja kandub edasi põlvest põlve, somaatilise plasma aga loob idu ja see kaitseb seda ning soodustab ka paljunemist.

Ükski neist teooriatest ei andnud aga vastust küsimusele tunnuste pärimise mehhanismide ja mustrite kohta. Põhilised pärimisseadused avastas Brunne (praegu Brno) augustiinlaste kloostri munk Gregor Johann Mendel. Aastatel 1856–1866 ta katsetas aedhernest (Pisum sativum), püüdes välja selgitada, kuidas selle tunnused on päritud. Mendeli katsed on siiani eeskujuks teadusliku uurimistöö rajamisel.

Pean ütlema, et juba ammu enne Mendelit püüdsid paljud teadlased mõista elusorganismide tunnuste pärimise tähendust ja mehhanismi. Selleks ristati nii taimi kui loomi, misjärel hinnati vanemate ja järglaste sarnasust. Saadud tulemuste põhjal ei saanud aga tuletada mingeid mustreid. Fakt on see, et mõned tunnused olid järglastel ühised ühe vanemaga, teine ​​- teisega, kolmas osutus mõlemaga ühiseks, neljas ilmnes ainult vanematel ja viies - ainult järglastel. .

Mendel sai esimesena aru, et kogu tähelepanu peab olema suunatud mingile ühele tunnusele, mille järgi vanemate organismid üksteisest selgelt eristuvad. Seetõttu valis ta uurimisobjektiks aedherned, kuna selle sorte oli tohutult palju. Euroopa seemnekasvatajatelt sai Mendel erinevate sortide seemneid. Pärast seda valis ta kogu sordi hulgast välja sordid, mis erinevad selgelt ühe tunnuse poolest.

Enne taimede omavahelist ristamist aretas Mendel aga igat sorti kaks aastat eraldi, et veenduda, et tema valitud omadus päranduks pidevalt põlvest põlve. Sisuliselt töötas Mendel välja puhtad hernesordid, millega ta pidi töötama.

Teine Mendeli katsete oluline tunnus oli range kvantitatiivne lähenemine. Igas uues katses loendas ta erinevat tüüpi järglaste arvu, püüdes mõista, kas iga paari ühe või teise tunnuse kandjad reprodutseeritakse sama sagedusega.

Lõpuks seadis Mendel väga nutikalt ristumiskatse paika. On teada, et herned on isetolmlevad taimed. Risttolmlemiseks avas Mendel pungad ja eemaldas valmimata õietolmu tolmukad. Seejärel tolmeldas ta need lilled teise taime õietolmuga.

Selgus, et kõigil järglastel olid herned kaunades kollased, sõltumata sellest, kas ema- või isataim oli sama kollase hernesega. Vastupidine märk - herneste roheline värvus, ei ilmnenud esimese põlvkonna järglastel. Seega on kõik esimese põlvkonna hübriidid ühtlased.

Mendel leidis, et kõik 7 tema valitud tunnuste paari käituvad nii – esimeses järglaste põlvkonnas ilmneb kahest alternatiivist vaid üks. Mendel nimetas selliseid märke domineerivateks ja vastupidiseid - retsessiivseteks.

Saadud hübriidseemnetest taimi kasvatades lubas Mendel nende isetolmlemist. Selgus, et järeltulijate teises põlvkonnas oli taimi nii kollaste kui ka roheliste seemnetega. Pealegi leiti ühest "kaunast" sageli erinevat värvi herneid. Mendel arvutas välja, et 6022 kollasest hernest on 2001 rohelist hernest, mis on 3:1 (täpsemalt 3,0095: 1).

Tihedad suhted saadi katsetes teiste tegelastega. Teises põlvkonnas oli kolmel neljandikul taimedest domineeriv ja ainult ühel veerandil oli retsessiivne tunnus. Seega ilmnes retsessiivne tunnus uuesti põlvkond hiljem.

	F 2 (%)
Domineeriv	Retsessiivne	Kokku	Domineeriv	Retsessiivne
Seemned: siledad või kortsus	Sujuv	5475	1850	7325	74,7	25,3
Seemned: kollased või rohelised	Kollane	6022	2001	8023	75,1	24,9
Õied: lillad või valged	Lilla	705	224	929	75,9	24,1
Õied: kaenlaalused või tipud	Aksillaarne	651	207	858	75,9	24,1
Oad: kumerad või ahenevad	Kumer	882	299	1181	74,7	25,3
Oad: rohelised või kollased	Roheline	428	152	580	73,8	26,2
Vars: pikk või lühike	A pikk	787	277	1064	74,0	26,0
Kokku või keskmine		14949	5010	19959	74,9	25,1

Tabel 1. G. Mendeli ühe tunnuse poolest erinevate hernesortide ristamise katsete tulemused

Pärast seda idandas Mendel teise põlvkonna hübriidtaimede seemned ja lasi neil isetolmleda. See võimaldas tal kindlaks teha, kas teise põlvkonna järeltulijate omadused säilivad ka tulevikus või mitte. Selgus, et roheliste seemnetega taimed aretati puhtana, see tähendab, et nad andsid alati ühesuguste roheliste seemnetega taimi. Kollaste seemnetega taimed osutusid aga heterogeenseteks. Umbes kolmandik kollaste seemnetega taimedest on alati aretatud puhtana, see tähendab, et kõigis järgnevates põlvkondades olid nende järglastel ainult kollased seemned. Ülejäänud 2/3 kollaste seemnetega taimede järglastel tekkisid nii kollased kui rohelised herned, mille suhe oli ligikaudu 3:1.

Mendel sai sarnased tulemused ka teiste märgipaaride puhul. Kõigil juhtudel aretati teise põlvkonna hübriidide hulgast retsessiivsete tunnuste kandjad puhtaks. Dominantsete tunnuste kandjaid oli kahte tüüpi: kolmandik neist aretati alati puhtana, ülejäänud 2/3 järglastel leiti domineerivaid ja retsessiivseid tunnuseid vahekorras 3:1.

Oma katsete tulemusi selgitades tegi Mendel järgmise oletuse. Alternatiivsed tegelased määravad kindlaks teatud tegurid, mis kanduvad edasi vanematelt sugurakkudega järglastele. Iga tegur eksisteerib kahes alternatiivses vormis, mis annavad ühe tunnuse võimalikest ilmingutest. Asjaolu, et esimese ja järgnevate põlvkondade hübriidide järglastes leidub mõlema vanemliku tunnuse kandjaid, võimaldas Mendelil teha väga oluline järeldus: "Kaks tegurit, mis määravad tunnuse alternatiivsed ilmingud, ei sulandu kuidagi omavahel, vaid püsivad lahus kogu isendi elu jooksul ja sugurakkude moodustumise käigus lahknevad erinevateks sugurakkudeks." Hiljem nimetati seda väidet Mendeli poolitamise seaduseks.

Mendel mitte ainult ei viinud oma katseid suurepäraselt läbi, vaid kontrollis ka oma eeldusi. Selleks ristas ta esimese põlvkonna hübriidtaimed retsessiivse emataimega. Selle ristamise tulemusena leiti domineeriva ja retsessiivse tunnusega taimi ligikaudu võrdses vahekorras (s.o 1:1). See tõestas tehtud järelduste paikapidavust. Mendeli kasutatav ristamistulemuste kontrollimise meetod on praegu laialt kasutusel ja seda nimetatakse ristumise analüüsiks.

1865. aasta kevadel teatas Mendel Brunni Loodusuurijate Seltsi koosolekul oma katsete tulemustest. Kummalisel kombel ei küsitud temalt ainsatki küsimust ja raport ise ei tekitanud erilist huvi. Aasta hiljem avaldati tema artikkel Brunni Loodusloo Seltsi ajakirjas Izvestija. Kuid nagu raport, ei äratanud see teadlastes huvi. Juhtus nii, et silmapaistev avastus unustati kuni 20. sajandi alguseni. Kolm teineteisest sõltumatut teadlast: hollandlane Hugo de Vries, sakslane Karl Correns ja austerlane Erich Cermak said 1900. aastal oma katseid läbi viinud samad tulemused, mis Mendel. Minu kiituseks tuleb öelda, et kõik kolm tunnistasid tingimusteta Mendeli prioriteeti selles avastuses.

1. küsimus. Määratlege mõisted "pärilikkus" ja "muutlikkus".

Pärilikkus on elusorganismide võime oma tunnuseid, omadusi ja arenguomadusi järgmisele põlvkonnale edasi anda. See tagab põlvkondade materiaalse ja funktsionaalse järjepidevuse, on põhjuseks, et uus põlvkond on eelmisega sarnane. Tunnuste pärandumine põhineb geneetilise materjali ülekandmisel järglastele.

Muutlikkus on elusorganismide võime eksisteerida erinevates vormides, st omandada isendiarengu käigus tunnuseid, mis erinevad teiste sama liigi isendite, sealhulgas nende vanemate omadustest. Varieeruvust võivad määrata indiviidi geenide omadused, nende kombinatsioon jne või isendi ja keskkonna koosmõju. Viimasel juhul on isegi geneetiliselt identsed organismid ontogeneesi käigus võimelised omandama erinevaid tunnuseid ja omadusi.

2. küsimus. Kes avastas esimesena tunnuste pärimise mustrid?

Esimene inimene, kes avastas tunnuste pärilikkuse mustrid, oli Austria teadlane Gregor Mendel (1822-1884). Brunne (Brno, praegune Tšehhi) kloostri mungana ristas ta kaheksa aastat (1856-1863) erinevaid hernesorte. 1865. aastal andis G. Mendel Loodusuurijate Seltsi koosolekul Brunnis aru oma katsete tulemustest. Teost hakati hindama alles pärast 1900. aastat, kui kolm botaanikku (Hugo de Vries Hollandis, Karl Correns Saksamaal ja Erich Cermak Austrias) taasavastasid iseseisvalt pärimisseadused.

Küsimus 3. Milliste taimedega katsetas G. Mendel?

Mendel tegi katseid erinevate seemnehernesortidega. Oma katsetes kasutas ta 22 hernesorti, mis erinevad seitsme omaduse poolest. Kokku uuris ta oma uurimistöö käigus üle kümne tuhande taime.

Küsimus 4. Tänu millistele töökorralduse tunnustele suutis G Mendel avastada tunnuste pärilikkuse seaduspärasusi?

Gregor Mendelil õnnestus oma töö järgmiste tunnuste tõttu avastada tunnuste pärimise seadused:

katsetaim oli hernes - vähenõudlik kõrge viljakusega taim, mis annab aastas mitu saaki; herned on isetolmlevad taimed, mis väldivad võõra õietolmu juhuslikku allaneelamist. Mendel eemaldas risttolmlemise katsete käigus tolmukad ja kandis pintsliga ühe vanemtaime õietolmu teise taime põldu; Mendel uuris kvalitatiivseid, selgelt eristatavaid tunnuseid, millest igaüht kontrollis üks geen; andmete töötlemisel pidas teadlane kõigi taimede ja seemnete üle ranget kvantitatiivset arvestust.

Kuidas tasuta essee alla laadida? ... Ja link sellele esseele; Geneetika on pärilikkuse ja muutlikkuse seaduste teadus. G. Mendel – geneetika rajaja juba teie järjehoidjates.

Täiendavad esseed sellel teemal

Küsimus 1. Milliseid reegleid järgis G. Mendel oma katseid tehes? G. Mendel töötas välja taimehübriididega katsete läbiviimise tehnika. Selle tehnika olemus oli järgmine. Esiteks valis G. Mendel katsete läbiviimiseks edukalt uurimisobjekti - aedherne, lühikese valmimisajaga isetolmleva taime, mis on väga mugav järglaste analüüsimiseks. Teiseks kasutas G. Mendel puhtaid aedherne liine, mis on erinevad sordid, mis erinevad mistahes tunnuse poolest ega segune looduslikes tingimustes. Kolmandaks,
Küsimus 1. Millist risti nimetatakse dihübriidiks? Dihübriidne ristumine on ristamise tüüp, mille puhul jälgitakse kahe alternatiivsete tunnuste paari pärandumist. Küsimus 2. Sõnasta iseseisva pärimise seadus. Milliste alleelpaaride puhul see seadus kehtib? Sõltumatu pärimise seadus on järgmine: kui ristatakse kaks homosügootset isendit, kes erinevad üksteisest kahe või enama alternatiivsete tunnuste paari poolest, kanduvad geenid ja neile vastavad tunnused järglastele üksteisest sõltumatult ja kombineeritakse kõigis võimalikes kombinatsioonides. . See seadus
Küsimus 1. Mis on kromosoomid? Kromosoomid on raku jagunemise ajal mikroskoobi all hästi eristatavad tuuma erilised, intensiivselt värvuvad struktuurid, mis on geneetilise materjali kandjad. Iga kromosoom sisaldab DNA molekuli, mis on ühendatud spetsiaalse valguga, mis muudab selle kompaktseks. DNA lõigud, milles teave selle kohta esmane struktuur valke nimetatakse geenideks. Iga kromosoom sisaldab palju geene. Kromosoomide funktsioon – täpne jaotus pärilikku teavet rakkude jagunemise ajal. 2. küsimus. Miks ei peeta alati kinni iseseisva pärimise reeglist?
Küsimus 1. Millise panuse bioloogiasse andis JB Lamarck? Too välja tema evolutsiooniteooria põhipunktid. J. B. Lamarck (1744-1829) lõi esimese integraali evolutsiooniteooria... Ta määratles evolutsiooni eeldused (pärilikkus ja muutlikkus) ning näitas selle suuna (keerulisem korraldus). Loetleme J. B. Lamarcki teooria põhisätted. Esimesed organismid tekkisid anorgaanilisest loodusest spontaanse tekke kaudu. Nende edasine areng viis elusolendite komplikatsioonini. Kõigil organismidel on soov paraneda, mis oli neile algselt omane.
Küsimus 1. Kas arvate, et dihübriidne ristumine toimub looduses sageli? Kui katse läbiviija valib järgnevaks analüüsiks kaks tunnuste paari ja ristab organisme, mis nende kahe tunnuse poolest selgelt erinevad, viib ta läbi dihübriidse ristamise. Tegelikult on iga organism paljude erinevate omaduste kandja. Looduses ei vali keegi analüüsimiseks tunnuseid. Ja rääkida sellest, kui sageli toimub looduses dihübriidne ristumine, on vale. Küsimus 2. Mitu liiki sugurakke
Bioloogia test 9. klassile "Bioloogilise evolutsiooni üldised seadused" Koostanud: MBOU Murzitskaja keskkooli filiaali bioloogiaõpetaja - Kochetovskaya keskkool koos. Kochetovka Mokeeva Svetlana Nikolaevna Testiülesanded bioloogias 9. klass "Bioloogilise evolutsiooni üldseadused" 1. Ühisest esivanemast tulenevate organismide tunnuste lahknemise protsess erinevate elupaigatingimustega kohanemise käigus on ... A) Idioadaptatsioon B) Konvergents C) Divergents D) Üldine degeneratsioon 2. Struktuuri sarnasus süstemaatiliselt kaugetes rühmades on ... A) Idioadaptatsioon B) Konvergents C) Divergents D) Üldine degeneratsioon 3. K üldreeglid evolutsioon
Infotehnoloogia rakendamine bioloogiatundides. Bioloogiatund 9. klassile "Pärilikkuse mustrid" Power Pointi esitlus tunni jaoks Aine - bioloogia klass - 9 Tunni teema - "Pärilikkuse mustrid" Kasutatud õppematerjalid - Valitsuse programm keskkoolidele, gümnaasiumidele, lütseumidele. Bustard, Moskava, 2002 Õpik - " Üldbioloogia»9. klass Autorid A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik Tunni eesmärgid: Õppetöö: Üldistada ja kinnistada teadmisi elusorganismide pärilikkuse seaduspärasustest; Kujundage ettekujutus tunnuste pärimise põhimõtetest

Olulise sammu pärilikkuse seaduste mõistmisel astus väljapaistev Tšehhi teadlane Gregor Mendel. Ta selgitas välja olulisemad pärilikkuse seadused ja näitas, et organismide omadused on määratud diskreetsete (eraldi) pärilike teguritega.

Mendel hakkas huvi tundma taimede hübridiseerumise protsessi ja eelkõige erinevat tüüpi hübriidjärglaste ja nende statistiliste seoste vastu. Need probleemid olid teemaks teaduslikud uuringud Mendel, millega ta alustas 1856. aasta suvel.

Mendeli õnnestumiste taga on osaliselt ka edukas katseobjekti valik – aedhernes (Pisum sativum). Mendel veendus, et sellel liigil on teiste ees järgmised eelised:

1) on palju sorte, mis erinevad selgelt mitmete omaduste poolest;

2) taimi on lihtne kasvatada;

3) suguelundid on üleni kaetud kroonlehtedega, mistõttu taim enamasti isetolmleb; seetõttu paljunevad selle sordid puhtalt, st nende omadused jäävad põlvest põlve muutumatuks;

4) on võimalik sortide kunstlik ristamine ja see annab üsna viljakad hübriidid.

Oma esimesteks katseteks valis Mendel kaks taimesorti, mis eristusid millegi poolest selgelt, näiteks lillede värvi poolest: õied võivad olla lillad või valged.

Tema meetod seisnes järgmises: ta eemaldas tolmukad mitmelt sama sordi taimelt, enne kui sai toimuda isetolmlemine (Mendel nimetas neid taimi emasteks); pintsli abil kandis ta nende "emaslillede" stigmadele teise sordi taime tolmukate õietolmu; siis pani ta kunstlikult tolmeldatud lilledele väikesed mütsid, et teiste taimede õietolm nende häbimärgile ei pääseks. Saadud hübriididest kogutud seemnetest kasvasid lillade õitega taimed. Seda tunnust - "lillad lilled" - täheldati esimese hübriidpõlvkonna taimedes, nimetas Mendel domineeriv .

Mendel pani esimese põlvkonna taimede õitele kübarad (et vältida risttolmlemist) ja andis neile võimaluse isetolmleda. Nendelt taimedelt kogutud seemned loendati ja istutati järgmisel kevadel teise hübriidpõlvkonna jaoks. Teises hübriidpõlvkonnas arenesid osadel taimedel lillad, teistel valged õied. Teisisõnu, tunnus "valged lilled", mis esimesel põlvkonnal puudus, ilmnes uuesti teises põlvkonnas. Mendel arutles, et see tunnus oli esimeses põlvkonnas varjatud kujul olemas, kuid ei saanud ilmneda; nii et ta kutsus teda retsessiivne .

Selliste uuringute põhjal formuleeriti Mendeli esimene seadus. Esimese põlvkonna hübriidide ühtsuse seadus - kahe homosügootse organismi ristamisel, mis kuuluvad erinevatesse puhasliinidesse ja erinevad üksteisest tunnuse alternatiivsete ilmingute paari poolest, on kogu esimene hübriidide põlvkond (F1) ühtlane ja kannab ühe tunnuse tunnust. vanemad. Seda seadust tuntakse ka kui "tunnuste domineerimise seadust".

Olles kindlaks teinud võimaluse ennustada ristamise tulemusi ühe alternatiivsete tunnuste paari järgi, asus Mendel uurima kahe selliste tunnuste paari pärilikkust.

Ühes oma katses kasutas Mendel hernetaimi, mis erinevad seemnete kuju ja värvi poolest. Eespool kirjeldatud meetodil ristas ta siledakollase seemnega puhast sorti (homosügootseid) ja kortsusroheliste seemnetega puhast sordi taimi. Kõigil esimese põlvkonna hübriidide taimedel olid siledad ja kollased seemned. Varasemate monohübriidsete ristamiste tulemuste järgi teadis Mendel juba varem, et need tegelased on domineerivad; nüüd aga huvitas teda seemnete olemus ja vahekord erinevad tüübid teises põlvkonnas, mis on saadud esimese põlvkonna taimedelt isetolmlemise teel. Kokku kogus ta teise põlvkonna taimedelt 556 seemet, mille hulgas oli silekollane 315, kortskollane 101, sileroheline 108, kortsroheline 32. Erinevate fenotüüpide suhe oli ligikaudu 9:3:3:1. Nende tulemuste põhjal Mendel tegi kaks järeldust:

1. Teises põlvkonnas ilmnes kaks uut tunnuste kombinatsiooni: kortsus ja kollane; sile ja roheline.

2. Iga allelomorfsete tunnuste paari kohta (erinevate alleelidega määratud fenotüübid) saadi monohübriidsele omane suhe 3:1.

Need tulemused võimaldasid sõnastada Mendeli teise seaduse. Jagamise seadus - esimese põlvkonna kahe heterosügootse järglase ristamise korral täheldatakse teises põlvkonnas lõhenemist teatud arvulises suhtes: vastavalt fenotüübile 3: 1, vastavalt genotüübile 1: 2: 1.

Mendeli kolmas seadus, Iseseisev pärimisseadus - kahe isendi ristamisel, mis erinevad üksteisest kahe (või enama) alternatiivsete tunnuste paari poolest, päranduvad geenid ja neile vastavad tunnused üksteisest sõltumatult ning kombineeritakse kõigis võimalikes kombinatsioonides (nagu monohübriidse ristamise korral).

Kui ristati homosügootseid taimi, mis erinesid mitme tunnuse poolest, nagu valged ja lillad lilled ning kollased või rohelised herned, järgis iga tunnuse pärandumine kahte esimest seadust ja järglastel ühendati need nii, nagu oleks pärand toimus üksteisest sõltumatult. Esimesel põlvkonnal pärast ristamist oli kõigi tunnuste suhtes domineeriv fenotüüp. Teises põlvkonnas täheldati fenotüüpide lõhenemist vastavalt valemile 9: 3: 3: 1, see tähendab, et 9:16 olid lillad lilled ja kollased herned, 3:16 valgete lillede ja kollaste hernestega, 3:16 lillade lillede ja roheliste hernestega, 1 : 16 valgete lillede ja roheliste hernestega.

V. Johanseni uurimistöö

Mõelge tunnuste pärimise mustritele erinevat tüüpi populatsioonides. Need mustrid on iseviljastuvate ja kahekojaliste organismide puhul erinevad. Iseviljastumine on eriti levinud taimede puhul. Isetolmlevates taimedes, nagu hernes, nisu, oder, kaer, koosnevad populatsioonid nn homosügootsetest liinidest. Mis seletab nende homosügootsust? Fakt on see, et isetolmlemisega homosügootide osakaal populatsioonis suureneb ja heterosügootide osakaal väheneb.

Puhas liin on ühe indiviidi järeltulijad. See on isetolmlevate taimede kogum.

Populatsioonigeneetika uurimist alustas 1903. aastal Taani teadlane V. Johansen. Ta uuris isetolmleva oataime populatsiooni, mis annab kergesti puhta liini – ühe isendi järeltulijate rühma, kelle genotüübid on identsed.

Johansen võttis ühe ubasordi seemned ja määras ühe tunnuse – seemne massi – varieeruvuse. Selgus, et see varieerub vahemikus 150 mg kuni 750 mg. Teadlane külvas eraldi kaks rühma seemneid: kaaluga 250–350 mg ja massiga 550–650 mg. Värskelt kasvanud taimede keskmine seemne mass oli kerges rühmas 443,4 mg ja rasketel 518 mg. Johansen järeldas, et algne oasort koosnes geneetiliselt eristuvatest taimedest.

6-7 põlvkonna jooksul valis teadlane igalt taimelt rasked ja kerged seemned, see tähendab, et ta teostas selektsiooni puhaste joontega. Selle tulemusena järeldas ta, et puhaste liinide valik ei nihkunud ei kergete ega raskete seemnete poole. See tähendab, et puhaste joonte puhul pole valik efektiivne. Ja seemnete massi muutlikkus puhta rea ​​piires on modifikatsioon, mittepärilik ja tekib keskkonnatingimuste mõjul.

Gregor Mendel. Mendeli elulugu. Mendeli katsed. Mendeli seadused.

Gregor Jan (Johann) Mendel 1822-1884

Gregor Jan (Johann) Mendel sündis 22. juulil 1822 Tšehhis Ninčice külas vaese talupoja peres. Kohalik kool lõpetas ta üheteistkümneaastaselt, misjärel astus Opava gümnaasiumi. Mendel paistis noorusest peale silma silmapaistvate matemaatikavõimetega, tundis huvi looduse elust ning vaatles isa aias aialilli ja mesilasi.

1840. aastal astus ta Olomouci ülikooli filosoofiateaduskonda, kuid perekondlikud mured ja haigused ei lasknud Mendelil haridust omandada. Aastal 1843 määrati ta mungaks ja sai Brno augustiinlaste kloostris uue nime - Gregor.

Kohe pärast oma initsieerimist asus Mendel teoloogiat õppima ja selleteemalisi loenguid pidama põllumajandus, siidikasvatus ja viinamarjakasvatus. Alates 1848. aastast hakkas ta õpetama ladina, kreeka, saksa keeled ja matemaatikat Znojno gümnaasiumis. Aastatel 1851-1853. Mendel osales Viini ülikoolis loodusteaduste loengutel. Mõni aasta hiljem sai temast kloostri abt ja ta sai võimaluse teha oma kuulsaid katseid herneste hübridiseerimisel (1856–1863) kloostriaias. Mendel oli esimene bioloog, kes alustas taimede pärilike omaduste süstemaatilist uurimist hübridisatsioonimeetodi abil.

Pärast seitset aastat kestnud katsetamist tõestas Mendel, et kõik 22 hernesordist säilitavad ristamise korral oma individuaalsed omadused. Samal ajal määras ta täpselt kindlaks omadused, mille järgi tuleks eristada üksikuid herneliike.

Erinevaid liike ristades ja nende omadusi uurides jõudis Mendel veendumusele, et mõned tunnused lähevad otse järglastele, nimetas ta neid valdavateks omadusteks; muud ühe põlvkonna järel ilmnevad nähud on retsessiivsed, s.t. halvemad omadused. Samas leidis ta, et kahe sordi ristamisel pärib uus põlvkond spetsiifilisi jooni vanemlikud vormid ja see toimub teatud reeglite järgi.

Mendeli täheldatud nähtusi kontrollisid ja kinnitasid hiljem arvukad botaanikud ja zooloogid. Oluline oli tagada, et Mendeli reeglid oleksid universaalsed. Nende reeglite kohaselt kanduvad pärilikud tunnused järglastele üle mitte ainult taimedes, vaid ka loomades, välja arvatud inimene. Nüüd on kombeks neid reegleid nimetada esimeseks Mendeli seaduseks või segregatsiooniseaduseks. See seadus ütleb: "Kahe organismi omadused nende ristumisel kanduvad edasi järglastele, kuigi mõned neist võivad olla peidetud. Need omadused avalduvad tingimata hübriidide teises põlvkonnas."

Kaasasündinud matemaatilised võimed võimaldasid Mendelil anda kvantitatiivseid definitsioone pärilikkuse fenomenile ja üldistada katsematerjali kvantitatiivses mõttes. Oma pikaajalistest tähelepanekutest ja nendest tehtud järeldustest teatas ta 8. veebruaril ja 8. märtsil 1865 Brno Loodusloo Teaduslikule Seltsile, kuid matemaatilised valemid Mendeli raportis viidatud, bioloogid ei mõistnud.

Vastavalt tol ajal kehtinud tavadele saadeti Mendeli aruanne Viini, Rooma, Peterburi, Uppsalasse, Krakowisse ja teistesse linnadesse, kuid keegi ei pööranud sellele tähelepanu. Matemaatika ja botaanika segu läks vastuollu kõigi tol ajal valitsenud ideedega. Tollal usuti, et vanemlikud omadused segunevad järglastes nagu kohv piimaga.

Pärilikkuse seaduspärasusi käsitlev teadus sai tööka taimeelu uurija järgi nimeks "Mendelism". Inglise bioloog William Betson nimetas seda teadust 1906. aastal geneetikaks.

Mendeli teene seisneb selles, et ta suutis täppi panna teaduslik väljakutse, valida katseteks suurepärane taimmaterjal ja lihtsustada vaatlusmeetodit, võttes arvesse väikest hulka üksikomadusi, mille poolest uuritavad liigid üksteisest erinevad, arvestamata kõiki muid väiksemaid omadusi. Lisaks, olles suurepärane matemaatik, väljendas Mendel oma katsete tulemusi matemaatiliste valemite abil.

Võib väita, et Mendelist sai uue bioloogia haru – geneetika – rajaja, kuigi ta ise ei teadnud Taani teadlase Johannseni poolt 1909. aastal geenideks nimetatud kromosoomide ja pärilike omaduste kandjate olemasolust midagi.

Mendel võeti vastu paljude teadusühingute liikmeks: meteoroloogia pomoloogia-, mesindus- jne.

Mendel suri 6. jaanuaril 1884 Old Brno linnas. 4.–7. augustil 1965. aastal toimus geneetikale aluse pannud Mendeli teose avaldamise sajandaks aastapäevaks suur teadlaste kongress.

Kongressi sümboolseks embleemiks võeti hernelille kujutav joonis ja DNA osakese struktuuri mudel.

G. Mendeli teosed ja nende tähendus
Hübridisatsiooni käigus täheldatud tunnuste peamiste pärandumismustrite avastamise au kuulub Gregor (Johann) Mendelile (1822-1884) - väljapaistvale Austria loodusteadlasele, Brunne'i (praegu Brno) Püha Thomase augustiinlaste kloostri abtile.

G. Mendeli põhiteene seisneb selles, et lõhenemise olemuse kirjeldamiseks kasutas ta esimesena kvantitatiivseid meetodeid, mis põhinesid suure hulga järglaste täpsel loendamisel kontrastsete tegelaste variantidega. G. Mendel esitas ja eksperimentaalselt põhjendas hüpoteesi diskreetsete pärilike tegurite päriliku ülekandumise kohta. Tema töödes, mis viidi läbi aastatel 1856–1863, paljastati pärilikkuse seaduste alused. G. Mendel esitas oma vaatluste tulemused brošüüris Experiments on Plant Hybrids (1865).

Mendel sõnastas oma uurimistöö ülesande järgmiselt. "Siiani," märkis ta oma töö "Sissejuhatavates märkustes", "ei ole olnud võimalik kehtestada hübriidide tekke ja arengu üldist seadust ... Lõplik otsus selle küsimuseni on võimalik jõuda ainult siis, kui tehakse üksikasjalikke katseid kõige erinevamate taimeperekondadega. Kes sellealaseid töid üle vaatab, on veendunud, et arvukate katsete hulgast ei tehtud ühtki sellises mahus ja sellisel viisil, et oleks võimalik kindlaks teha erinevate vormide arv, milles hübriidide järeltulijad esinevad, et neid usaldusväärselt jaotada. need vormid erinevate põlvkondade vahel ja nende omavaheliste arvuliste seoste loomiseks.

Esimene asi, millele Mendel tähelepanu pööras, oli objekti valik. Mendel valis oma uurimistööks mugava objekti - puhtad herneste külviliinid (sordid) Pisum sativum L.), mis erinevad ühe või mõne tunnuse poolest. Hernest kui geeniuuringute näidisobjekti iseloomustavad järgmised tunnused:

1. See on laialt levinud üheaastane taim liblikõieliste sugukonnast (Moths), millel on suhteliselt lühike eluring, mille kasvatamine pole keeruline.

2. Hernes on range isetolmleja, mis vähendab soovimatu võõrõietolmu sissetoomise tõenäosust. Lilled koi-tüüpi hernes (purje, aerude ja paadiga); samas on herneõie ehitus selline, et taimede ristamise tehnika on suhteliselt lihtne.

3. Hernesorte on palju, need erinevad ühe, kahe, kolme ja nelja päriliku tunnuse poolest.

Vahest kõige olulisem kogu töö juures oli märkide arvu kindlaksmääramine, mille järgi ristatud taimi peaks eristama. Mendel mõistis esimest korda, et vaid alustades kõige lihtsamast juhtumist - vanemate erinevusest üksikul alusel - ja tehes ülesannet järk-järgult keerulisemaks, võib loota faktide sasipundar lahti harutada. Tema mõtlemise range matemaatika ilmnes siin eriti jõuliselt. Just selline lähenemine katsete sõnastamisele võimaldas Mendelil selgelt planeerida esialgsete andmete edasist keerukust. Ta mitte ainult ei määranud täpselt, milline tööetapp peaks kulgema, vaid ennustas matemaatiliselt rangelt ka tulevast tulemust. Selles osas seisis Mendel üle kõigist kaasaegsetest bioloogidest, kes uurisid pärilikkuse nähtusi juba 20. sajandil.

Mendeli katsete kirjeldus.

Mendel viis oma katsed läbi kloostriaias väikesel 35 × 7 m krundil, algselt tellis ta erinevatest seemnefarmidest 34 sorti hernest. Kahe aasta jooksul külvas Mendel neid sorte eraldi põllulappidele ja kontrollis, kas saadud sordid ei ole risustunud, kas need säilitavad oma omadused muutumatuna ka ilma ristamiseta korrutamisel. Pärast sellist kontrolli valis ta katseteks välja 22 sorti.

Mendel alustas katsetega ristada hernesorte, mis erinevad ühe tunnuse poolest (monohübriidne ristamine). Nende katsete jaoks kasutas ta hernesorte, mis erinevad mitmete omaduste poolest:

Märgid	Alternatiivsed võimalused märgid
	Domineeriv	Retsessiivne
Küpse seemne kuju	Ümar	Kortsus
Idulehtede värvus	Kollane	Roheline
Seemnekate värv	Hall	Valge (läbipaistev)
Lillevärv	Lilla	Valge
Küpse oa kuju	Kumer	Vahelöökidega
Küpsemata ubade värvimine	Roheline	Kollane
Lillede paigutus	Aksillaarne	Apikaalne
Taime kõrgus	Kõrge	Madal
Pärgamendikihi olemasolu	Seal on	Kadunud

Vaatleme mõnda Mendeli katset üksikasjalikumalt.
Test 1 ... Ristavad sordid, mis erinevad lillede värvi poolest.

Esimene aasta... Kahel kõrvuti asetseval põllul kasvatati kahte sorti hernest, mis erinesid õite värvuse poolest: lillaõielised ja valgeõielised. Mendel kastreeris tärkamise faasis lillaõielistel taimedel osa õisi: rebis paadi ettevaatlikult laiali ja eemaldas kõik 10 tolmukat. Seejärel pandi kastreeritud lillele isolaator (pärgamenttoru), et vältida juhuslikku õietolmu triivimist. Mõned päevad hiljem (õitsemise faasis), kui kastreeritud õite põsed valmisid õietolmu vastu võtma, tegi Mendel ristamise: eemaldas lillaõielise sordi kastreeritud õitelt isolaatorid ja kandis õietolmu õietolmu. valgeõieline sort kuni nende põldude stigmadeni; peale seda pandi tolmeldavatele lilledele jälle isolaatorid. Pärast vilja tardumist eemaldati isolaatorid. Pärast seemnete valmimist kogus Mendel need igalt kunstlikult tolmeldatud taimelt eraldi konteinerisse.

Teine aasta... Järgmisel aastal kasvas Mendel kogutud seemnetest hübriidtaimedest - esimese põlvkonna hübriididest. Kõigil neil taimedel tekkisid lillad õied, hoolimata sellest, et emataimi tolmeldati valgeõielise kultivari õietolmuga. Mendel andis neile hübriididele võimaluse kontrollimatuks tolmeldamiseks (isetolmlemiseks). Pärast seemnete valmimist kogus Mendel need uuesti igalt taimelt eraldi konteinerisse.

Kolmas aasta... Kolmandal aastal kasvatas Mendel kogutud seemnetest teise põlvkonna hübriide. Mõned neist taimedest andsid ainult lillad ja mõned ainult valged õied ning lillaõielisi taimi oli umbes 3 korda rohkem kui valgeõielisi.
2. test ... Idulehtede värvuse poolest erinevate sortide ristamine.

Selle katse eripära seisneb selles, et herneste (läbipaistva seemnekattega) värvuse määrab idulehtede värvus ning idulehed on osa embrüost – emataime kaitse all tekkinud uuest taimest.

Esimene aasta... Kahel kõrvuti asetseval põllulapil kasvatati kahte sorti hernest, mis erinesid idulehtede värvuse poolest: kollaseseemne- ja roheseemnelist. Mendel kastreeris kollastest seemnetest kasvatatud taimedel mõned lilled, millele järgnes kastreeritud lillede isoleerimine. Õitsemise faasis tegi Mendel risti: kastreeritud lillede põldude stigmadele kandis ta rohelistest seemnetest kasvanud taimede õietolmu. Kunstlikult tolmeldatud lilled andsid vilju ainult kollaste seemnetega, hoolimata sellest, et emataimed tolmeldati roheliste seemnetega sordi õietolmuga (rõhutame veel kord, et nende seemnete värvuse määras embrüote idulehtede värv , mis on juba esimese põlvkonna hübriidid). Mendel kogus ka igalt kunstlikult tolmeldatud taimelt saadud seemned eraldi konteinerisse.

Teine aasta... Järgmisel aastal kasvas Mendel kogutud seemnetest hübriidtaimedest - esimese põlvkonna hübriididest. Nagu ka eelmises katses, võimaldas ta nendele hübriididele kontrollimatu tolmeldamise (isetolmlemise) võimaluse. Pärast viljade valmimist leidis Mendel, et iga oa sees on nii kollaseid kui ka rohelisi herneid. Mendel luges kokku igat värvi herneste arvu ja leidis, et kollaseid herneid on umbes 3 korda rohkem kui rohelisi.

Seega võimaldavad katsed seemnete morfoloogia (nende idulehtede värvuse, seemnepinna kuju) uurimisel tulemusi saada juba teisel aastal.
Muude tunnuste poolest erinevate taimede ristamisel sai Mendel eranditult kõigis katsetes sarnased tulemused: alati avaldus esimeses hübriidpõlvkonnas ainult ühe vanemsordi tunnus ja teises põlvkonnas täheldati lõhenemist suhtega 3:1.

Oma katsete põhjal võttis Mendel kasutusele domineerivate ja retsessiivsete tunnuste mõiste. Domineerivad tunnused lähevad hübriidtaimedesse täiesti muutumatuna või peaaegu muutumatuna ning retsessiivsed peidetakse hübridisatsiooni käigus. Pange tähele, et sarnastele järeldustele jõudsid prantsuse loodusteadlased Sageray ja Noden, kes töötasid kahekojaliste õitega kõrvitsataimedega. Mendeli suurim teene on aga see, et ta suutis esimesena kvantifitseerida retsessiivsete vormide esinemissageduse järglaste koguarvus.

Saadud hübriidide pärilikkuse edasiseks analüüsimiseks viis Mendel läbi kahe, kolme või enama märgi poolest erinevate sortide ristamise, see tähendab, et ta viib läbi dihübriid ja trihübriid ristamine. Seejärel uuris ta veel mitu põlvkonda omavahel ristatud hübriide. Selle tulemusena on järgmised põhimõttelise tähtsusega üldistused saanud kindla teadusliku aluse:

1. Pärilike elementaarsete tunnuste (dominantne ja retsessiivne) ebavõrdsuse fenomen, mille märkisid Sageray ja Noden.

2. Hübriidorganismide tunnuste lõhenemise nähtus nende järgnevate ristamiste tulemusena. Kehtestati poolitamise kvantitatiivsed seadused.

3. Väliste, morfoloogiliste tunnuste järgi jagunemise kvantitatiivsete mustrite tuvastamine, vaid ka domineerivate ja retsessiivsete kalde vahekorra kindlaksmääramine vormide vahel, mis näiliselt ei eristu domineerivast, kuid on olemuselt segatud (heterosügootsed). Mendel kinnitas viimase väite õigsust, lisaks veel poolt tagasiületus esimese põlvkonna hübriidid vanemlike vormidega.

Nii jõudis Mendel lähedale pärilike kalduvuste (pärilike tegurite) ja nende poolt määratud organismi omaduste vahelise seose probleemile. Mendel tutvustas diskreetsete pärilike kalduvuste kontseptsiooni, mis on oma manifestatsioonis sõltumatu teistest kalduvustest . Need kalded on Mendeli sõnul koondunud ürgrakkudesse (munarakkudesse) ja õietolmurakkudesse (sugurakud). Igal sugurakul on üks hoius. Viljastamise käigus sugurakud ühinevad, moodustades sigooti; samas saab neist tekkinud sügoot olenevalt sugurakkude mitmekesisusest teatud pärilikud kalduvused. Ristamiste käigus tekkivate kalduvuste rekombinatsiooni tõttu tekivad sügootid, mis kannavad uut kaldekombinatsiooni, mis määrab isenditevahelised erinevused.