Gregoras Mendelis laikomas šiuolaikinės genetikos tėvu. Jis buvo austrų vienuolis, dirbęs su žirnių augalais, siekdamas paaiškinti, kaip vaikai paveldi savybes iš savo tėvų. Jo darbai tapo pagrindu mokslininkų supratimui apie paveldimumą, ir jis plačiai laikomas genetikos srities pradininku.
Žirniai ir Mendelio genetika
Žymiuosiuose žirnių augalų eksperimentuose Mendelis sąmoningai apdulkino žirnių augalus su akivaizdžiai skirtingomis savybėmis, kad sužinotų keletą svarbių dalykų apie tai, kaip palikuonys paveldi savybes iš savo tėvų.
Eksperimentai
Mendelis išmatavo septynias specifines žirnių augalų savybes:
- Lygi arba raukšlėta prinokusi sėkla
- Geltonas arba žalias sėklų albuminas
- Purpurinė arba b alta gėlė
- Pripūstos arba suspaustos prinokusios ankštys
- Žalios arba geltonos neprinokusios ankštys
- Gėlių ašinė arba galinė padėtis
- Aukštas arba žemaūgis stiebo ilgis
Ką jis atrado
1856–1863 m. Mendelis eksperimentavo su Pisum sativum arba žirnių augalų rūšimi. Jo eksperimentai paskatino jį padaryti tris apibendrinimus:
- Palikuonys įgyja po vieną paveldimumą iš kiekvieno iš tėvų. Tai žinoma kaip atskyrimo dėsnis.
- Skirtingi bruožai turi vienodas galimybes pasireikšti kartu. Tai žinoma kaip nepriklausomo asortimento dėsnis, o šiuolaikiniai mokslininkai supranta, kad tai iš esmės netikslu. Kai kurie genai iš tikrųjų yra susieti ir dažniau atsiranda kartu.
- Palikuonys paveldės dominuojantį požymį, o recesyvinį požymį gali paveldėti tik tuo atveju, jei paveldės abu recesyvinius veiksnius. Tai žinoma kaip dominavimo dėsnis.
Dauguma jo dienų mokslininkų atmetė Mendelio darbą. Tai buvo plačiai priimta tik po jo mirties. Per jo gyvenimą dauguma mokslininkų manė, kad palikuonys paveldėjo bruožus maišydami, ty palikuonys paveldėjo „vidurkį“iš tėvų bruožų.
Mendelio genetikos demonstravimas
Teigiama, kad Mendelis išbandė daugiau nei 28 000 augalų, kad padarytų išvadą. Nors jo projekto apimtis tikriausiai nėra reali, kad galėtumėte atkurti, galite studijuoti genetiką naudodami augalus.
Kas yra Tėvas?
Kas yra tėvas – tai eksperimentas, kurio metu mokiniai eksperimentuos su augalais, kad nuspėtų pastebimus požymius. Eksperimentą galite atkurti naudodami Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa), kurie yra specialiai sukurti, kad studentai galėtų juos naudoti studijuodami genetiką. Jie taip pat auga greičiau – visas gyvenimo ciklas trunka 28-30 dienų. Šiam eksperimentui atlikti prireiks maždaug šešių savaičių kasdienių stebėjimų. Tai geriausiai tinka vyresniems vidurinės ar vidurinės mokyklos moksleiviams, kurie studijuoja genetiką.
Medžiagos
- Wisconsin Fast Plants® sėklos, ne violetinės spalvos stiebas, be plaukų (200 vnt. pakuotėje)
- Wisconsin Fast Plants® sėkla, geltonai žalias lapas (200 vnt. pakuotėje)
- Wisconsin Fast Plants® sėkla, ne purpurinis stiebas, geltonai žalias lapas (200 vnt. pakuotėje)
- Vazonų mišinys
- Lėto atpalaidavimo trąšų granulės
- Naminė fluorescencinė apšvietimo sistema arba įsigyta apšvietimo sistema
- Naminė auginimo sistema (arba galite įsigyti laistymo sistemą)
- Etiketės augalams
- Laikai ir kaklaraiščiai
- Q-patarimai arba bičių lazdelės (jums reikia tik kelių)
Instrukcijos
- Pirmiausia sukurkite apšvietimo ir laistymo sistemas. „Wisconsin Fast Plants®“reikia nuolatinės fluorescencinės šviesos ir nuolatinio trąšų bei vandens tiekimo. Galite sukurti namines jų versijas arba įsigyti iš anksto paruoštų rinkinių per „Carolina Biological“. Abi parinktys yra susietos aukščiau esančiame medžiagų sąraše.
- Pasodinkite sėklas (visų jų naudoti nereikia) pagal auginimo instrukciją. Pirmiausia turėtumėte pasodinti nevioletinių, geltonai žalių lapų sėklas (tai bus vadinama pirmosios kartos palikuonimis arba O1). Taip pat pasodinkite nepurpurinio stiebo, beplaukių sėklų. (Šios sėklos yra motininės sėklos, vadinamos P1). Būtinai pažymėkite, kuris yra kuris!
- Maždaug po keturių ar septynių dienų jūsų augalai turėtų užaugti. Stebėkite abiejų augalų rinkinių stiebo ir lapų spalvas ir įrašykite savo stebėjimus į savo laboratorinių bloknotų. Geriausias būdas kiekybiškai įvertinti savo stebėjimus – suskaičiuoti fenotipus (suskaičiuoti augalų, kurių stiebai ne violetiniai, augalų, kurių lapai geltonai žali, skaičių ir t. t.).)
- Motininius augalus išmeskite, o palikuonis palikite.
- Parašykite hipotezę, kaip palikuonys paveldėjo savo stebimus genetinius bruožus. Pavyzdžiui, jei pastebite, kad daugumos jūsų palikuonių stiebai yra ne violetiniai, o lapai geltoni, galite priskirti juos kaip dominuojančius bruožus. Jei pastebėsite, kad kai kurie jūsų palikuonys turi purpurinius stiebus ir žalius lapus, galite manyti, kad tai yra recesyviniai bruožai. Remdamiesi savo pastebėjimais, sukurkite patikrinamą hipotezę. Remdamiesi savo hipoteze, norėsite atspėti tėvo augalo stiebo ir lapų spalvas.
- Suderinkite augalus naudodami bitės lazdelę arba Q antgalį. Norėdami tai padaryti, švelniai pakeiskite bitės lazdelę ant vieno augalo ir įsitikinkite, kad augalas turi žiedadulkių, o tada dalinkitės ja su kitu augalu. Padarykite tai keletą kartų, kad įsitikintumėte, jog kiekvienas augalas gauna žiedadulkių iš kelių kitų augalų, turinčių panašių ir nepanašių pastebimų požymių. Darykite tai kartą per dieną tris dienas.
- Pasibaigus trims dienoms, nupjaukite neapdulkintus žiedpumpurius.
- Nustokite laistyti augalus ir leiskite jiems išdžiūti.
- Surinkite sėklas ir pasodinkite jas iš naujo, iš esmės pradėdami procesą iš naujo. Šios sėklos yra antroji palikuonių karta, arba O2.
- Pastebėkite naujos kartos augalų stiebo ir lapų spalvą. Ar manote, kad jūsų hipotezė buvo teisinga?
- Pasodinkite geltonai žalių lapų sėklas. Jie bus žinomi kaip „tėvas“arba P2.
- Po kelių dienų stebėkite P2 augalų stiebų ir lapų spalvas. Ar jūsų pastebėjimai patvirtina jūsų hipotezę?
Vaizdo įrašo nurodymai
Šis vaizdo įrašas parodo, kaip atlikti genetikos laboratorijas, ir padės atlikti augalų genetikos tyrimo procedūrą.
Internetinės laboratorijos
Verta pažymėti, kad jei žirnių auginimas ir naminių aparatų gamyba yra šiek tiek daugiau, nei tikėjotės, internete yra keletas puikių interaktyvių laboratorijų.
Mendelio žirniai
Ši internetinė laboratorija yra Mendelio eksperimentų su žirniais kopija. Laboratorijoje yra patogus meniu, todėl prieš ką nors darydami galite iš tikrųjų ištirti laboratoriją. Laboratorijoje galite atlikti įvairius veiksmus, įskaitant žirnių sodinimą, jų savybių stebėjimą ir pirmųjų jūsų užaugintų augalų kryžminį apdulkinimą. Būtent tai padarė Mendelis, kad mokiniai galėtų pajusti varginantį procesą, kurį jis patyrė, kad pateiktų savo pastebėjimus.
Žirnių sriuba
Nors grafiškai ne taip jaudina, žirnių sriuba yra dar viena internetinė parinktis, padedanti mokiniams pastebėti dvi žirnių augalų savybes. Norėdami pradėti, spustelėkite mygtuką „Pradėti eksperimentą“. Tada būsite nukreipti į puslapį, kuriame galite pasirinkti „suporuoti“du skirtingus žirnius. Jų genotipai parašyti jums. Tada puslapyje bus rodomos visos jūsų pasirinktų „tėvų“parinktys. Puslapis juda greitai ir galite jį praleisti, jei neužsirašinėjate visko.
MIT's STAR Genetics
MIT STAR Genetics laboratorija yra atsisiunčiamas „žaidimas“, kuriame studentai gali maišyti ir suderinti įvairių rūšių genotipus, įskaitant žirnių augalus, vaisines muses ir net karves. Programa geriausiai tinka aukštųjų mokyklų studentams, kurie gerai išmano biologiją.
Genetika yra linksma
Nesvarbu, ar studijuojate žirnių augalus ar vaisines muses, ar tiesiog grįžtate namo ir stebite savo tėvų bruožus ir bandote išsiaiškinti, kaip gavote savo, genetikos studijos gali būti labai smagios. Nors šiuolaikinė genetika nustato keletą dalykų, kuriuos Mendelis suklydo, jo teorijos vis dar galioja ten, kur bruožai nėra susiję arba jiems įtakos neturi kiti veiksniai.
