3 prawa Mendla i eksperymenty grochu



The 3 prawa Mendla lub genetyka Mendla są najważniejszymi stwierdzeniami dziedziczenia biologicznego. Gregorio Mendel, mnich i austriacki przyrodnik, uważany jest za ojca genetyki. Poprzez swoje eksperymenty z roślinami Mendel odkrył, że pewne cechy zostały odziedziczone po określonych wzorach.

Mendel studiował dziedziczenie eksperymentując z groszkiem z rośliny gatunku Pisum sativum miał w swoim ogrodzie. Roślina ta była doskonałym modelem testowym, ponieważ mogła być samozapylana lub nawożona krzyżowo, oprócz kilku funkcji, które mają tylko dwie formy.

Na przykład: funkcja „kolor” może być tylko zielona lub żółta, funkcja „tekstura” może być tylko gładka lub szorstka, a więc w przypadku pozostałych 5 funkcji o dwóch kształtach każdy.

Gregor Mendel sformułował swoje trzy prawa w swojej pracy opublikowanej jako Experiments on Hybridization of Plants (1865), które zaprezentował w Natural History Society of Brünn, chociaż zostały zignorowane i nie były brane pod uwagę do roku 1900.

Indeks

  • 1 Historia Gregora Mendla
  • 2 eksperymenty Mendla 
    • 2.1 Wyniki eksperymentów
    • 2.2 W jaki sposób przeprowadzono eksperymenty Mendla?
    • 2.3 Dlaczego Mendel wybrał rośliny grochu?
  • 3 streszczone 3 prawa Mendla
    • 3.1 Pierwsze prawo Mendla
    • 3.2 Drugie prawo Mendla
    • 3.3 Trzecie prawo Mendla
  • 4 Warunki wprowadzone przez Mendla
    • 4.1 Dominujący
    • 4.2 Recesywny
    • 4.3 Hybrydowy
  • 5 Dziedziczenie Mendla u ludzi
  • 6 Przykład dziedziczenia u kotów
  • 7 4 Przykłady cech Mendla
  • 8 Czynniki, które zmieniają segregację Mendla
    • 8.1 Dziedzictwo związane z seksem
  • 9 Odniesienia

Historia Gregora Mendla

Gregor Mendel jest uważany za ojca genetyki, ze względu na wkład, jaki pozostawił w swoich trzech prawach. Urodził się 22 lipca 1822 roku i mówi się, że od najmłodszych lat był w bezpośrednim kontakcie z naturą, co sprawiło, że zainteresował się botaniką..

W 1843 r. Wstąpił do klasztoru Brünn, a trzy lata później został wyświęcony na kapłana. Później, w 1851 roku, postanowił studiować botanikę, fizykę, chemię i historię na Uniwersytecie Wiedeńskim.

Po studiach Mendel wrócił do klasztoru i tam przeprowadził eksperymenty, które pozwoliły mu sformułować tzw. Prawa Mendla.

Niestety, kiedy przedstawił swoją pracę, pozostała niezauważona i mówi się, że Mendel porzucił eksperymenty na dziedziczeniu.

Jednak na początku XX wieku jego prace zaczęły zyskiwać uznanie, gdy kilku naukowców i botaników przeprowadziło podobne eksperymenty i znalazło swoje badania.

Eksperymenty Mendla

Mendel badał siedem cech rośliny grochu: kolor nasion, kształt nasion, położenie kwiatu, kolor kwiatu, kształt strąka, kolor strąka i długość łodygi.

W eksperymentach Mendla były trzy główne kroki:

1-przez samozapłodnienie wytworzyło pokolenie czystych roślin (homozygot). Oznacza to, że rośliny o fioletowych kwiatach zawsze wytwarzały nasiona, które generowały fioletowe kwiaty. Nazwał te rośliny pokoleniem P (rodziców).

2-Następnie skrzyżował pary czystych roślin o różnych cechach i potomków tych, których nazwał synowskim pokoleniem drugiej generacji (F1).

3-Wreszcie, otrzymała trzecią generację roślin (F2) przez samozapylenie dwóch roślin pokolenia F1, to znaczy krzyżowanie dwóch roślin pokolenia F1 o tych samych cechach.

Wyniki eksperymentów

Mendel odkrył niesamowite wyniki swoich eksperymentów.

Pokolenie F1

Mendel odkrył, że pokolenie F1 zawsze wytwarzało tę samą cechę, mimo że oboje rodzice mieli różne cechy. Na przykład, jeśli przekroczyłeś roślinę z fioletowymi kwiatami z rośliną o białych kwiatach, wszystkie rośliny potomne (F1) miały fioletowe kwiaty.

To dlatego, że purpurowy kwiat jest cechą dominujący. Dlatego biały kwiat jest cechą recesywny.

Wyniki te można wyświetlić na wykresie zwanym kwadratem Punnetta. Dominujący gen koloru jest pokazany wielką literą i genem recesywnym z małą literą. Tutaj fioletowy kolor jest dominującym genem, który jest pokazany z literą „M”, a biały jest genem recesywnym, który jest pokazany jako „b”.

Generacja F2

W pokoleniu F2 Mendel odkrył, że 75% kwiatów było purpurowych, a 25% białych. Interesujące było to, że chociaż oboje rodzice mieli fioletowe kwiaty, 25% potomstwa miało białe kwiaty.

Pojawienie się białych kwiatów jest wynikiem obecności genu lub recesywnej cechy u obojga rodziców. Oto wykres Punnetta pokazujący, że 25% potomstwa miało dwa geny „b”, które wytwarzały białe kwiaty:

Jak zostały przeprowadzone eksperymenty Mendla?

Eksperymenty Mendla przeprowadzono z roślinami grochu, co jest dość skomplikowaną sytuacją, ponieważ każdy kwiat ma męską część i żeńską część, czyli samozapyloną.

Jak więc Mendel mógł kontrolować potomstwo roślin? Jak mogłem je przekroczyć?.

Odpowiedź jest prosta: aby móc kontrolować potomstwo roślin grochu, Mendel stworzył procedurę, która pozwoliła mu zapobiec samozapyleniu roślin.

Procedura polegała na cięciu pręcików (męskich organów kwiatów, które zawierają worki pyłkowe, czyli tych, które wytwarzają pyłek) kwiatów pierwszej rośliny (zwanej BB) i posypaniu pyłku z drugiej rośliny w słupek (żeński organ kwiatów, który jest w środku) pierwszego.

Dzięki temu działaniu Mendel kontrolował proces zapłodnienia, co pozwoliło mu na wykonywanie każdego eksperymentu w kółko, aby mieć pewność, że to samo potomstwo jest zawsze uzyskiwane.

W ten sposób osiągnął sformułowanie tego, co obecnie znane jest jako prawa Mendla.

Dlaczego Mendel wybrał rośliny grochu?

Gregor Mendel wybrał rośliny grochu do przeprowadzenia eksperymentów genetycznych, ponieważ były one tańsze niż jakakolwiek inna roślina i ponieważ czas ich wytwarzania jest bardzo krótki i ma dużą ilość potomstwa.

Potomstwo było ważne, ponieważ konieczne było przeprowadzenie wielu eksperymentów w celu sformułowania ich praw.

Wybrał je także ze względu na wielką różnorodność, która istniała, to jest między innymi groszek zielony, groszek żółty, strąki okrągłe..

Różnorodność była ważna, ponieważ trzeba było wiedzieć, jakie cechy można odziedziczyć. Tu powstaje termin dziedziczenia mendlowskiego.

Trzy prawa Mendla zostały podsumowane

Pierwsze prawo Mendla

Pierwsze prawo Mendla lub prawo jednorodności stwierdza, że ​​podczas krzyżowania dwóch czystych osobników (homozygot) wszyscy potomkowie będą równi (jednorodni) w swoich cechach.

Wynika to z dominacji niektórych znaków, prosta ich kopia wystarcza do zamaskowania efektu recesywnego charakteru. Dlatego zarówno homozygotyczni, jak i heterozygotyczni potomkowie będą mieli ten sam fenotyp (widoczna cecha).

Drugie prawo Mendla

Drugie prawo Mendla, zwane także prawem segregacji znaków, stwierdza, że ​​podczas tworzenia gamet allele (czynniki dziedziczne) są rozdzielane (segregowane) w taki sposób, że potomstwo uzyskuje allele od każdego krewnego.

Ta genetyczna zasada zmodyfikowała początkowe przekonanie, że dziedziczność jest unikalnym procesem „kombinacji”, w którym potomstwo wykazuje pośrednie cechy między dwoma rodzicami.

Trzecie prawo Mendla

Trzecie prawo Mendla znane jest również jako prawo niezależnej separacji. Podczas formowania gamet postacie różnych cech są dziedziczone niezależnie od siebie.

Obecnie wiadomo, że to prawo nie ma zastosowania do genów na tym samym chromosomie, które byłyby dziedziczone razem. Jednak chromosomy rozdzielają się niezależnie podczas mejozy.

Warunki wprowadzone przez Mendla

Mendel ukuł kilka terminów używanych obecnie w dziedzinie genetyki, w tym: dominujące, recesywne, hybrydowe.

Dominujący

Kiedy Mendel używał dominującego słowa w swoich eksperymentach, odnosił się do charakteru, który manifestował się zewnętrznie w jednostce, niezależnie od tego, czy był tylko jeden z nich lub czy było ich dwóch.

Recesywny

W przypadku recesywności Mendel miał na myśli to, że jest to postać, która nie manifestuje się poza jednostką, ponieważ dominujący charakter jej zapobiega. Dlatego, aby zwyciężyło, konieczne będzie posiadanie dwóch recesywnych postaci.

Hybrydowy

Mendel użył słowa hybryda, aby odnieść się do wyniku skrzyżowania dwóch organizmów różnych gatunków lub różnych cech.

Podobnie to on ustalił użycie wielkiej litery dla dominujących alleli i dolnej litery dla recesywnych alleli.

Następnie inni badacze ukończyli swoją pracę i wykorzystali resztę używanych dziś terminów: gen, allel, fenotyp, homozygota, heterozygota.

Dziedziczenie mendlowskie dotyczy ludzi

Cechy istot ludzkich można wytłumaczyć dziedzictwem mendlowskim, o ile historia rodziny jest znana.

Konieczne jest poznanie historii rodziny, ponieważ dzięki nim możesz zebrać niezbędne informacje na temat określonej cechy.

W tym celu tworzone jest drzewo genealogiczne, w którym opisana jest każda z cech członków rodziny, a zatem można ustalić, od kogo zostały odziedziczone..

Przykład dziedziczenia u kotów

W tym przykładzie kolor sierści jest wskazywany przez B (brązowy, dominujący) lub b (biały), podczas gdy długość ogona jest wskazywana przez S (krótka, dominująca) lub s (długa).

Kiedy rodzice są homozygotyczni pod względem każdej cechy (SSbb i ssBB), ich dzieci w pokoleniu F1 są heterozygotyczne w obu allelach i wykazują tylko dominujące fenotypy (SsbB).

Jeśli potomstwo kojarzy się ze sobą, w pokoleniu F2 produkowane są wszystkie kombinacje koloru futra i długości ogona: 9 jest brązowych / krótkich (fioletowe pola), 3 są białe / krótkie (różowe pudełka), 3 są brązowy / długi (niebieskie pola) i 1 to biały / długi (zielone pole).

4 Przykłady cech Mendla

-Albinizm: jest to cecha dziedziczna, która polega na zmianie produkcji melaniny (pigmentu, który ludzie posiadają i który jest odpowiedzialny za kolor skóry, włosów i oczu), tak że w wielu przypadkach występuje nieobecność całość. Ta cecha jest recesywna.

-Płatki wolnego ucha: jest to cecha dominująca.

-Połączone płaty ucha: jest to cecha recesywna.

-Włosy lub dziób wdowy: ta funkcja odnosi się do sposobu, w jaki linia włosów kończy się na czole. W tym przypadku kończyłby się szczytem w środku. Ci, którzy prezentują tę funkcję, mają do góry nogami formę litery „w”. Jest to cecha dominująca.

Czynniki, które zmieniają segregację Mendla

Dziedziczność związana z seksem

Dziedzictwo związane z płcią odnosi się do tego, co jest związane z parą chromosomów płciowych, czyli tych, które określają płeć osoby.

Ludzie mają chromosomy X i chromosomy Y. Kobiety mają chromosomy XX, podczas gdy mężczyźni mają XY.

Niektóre przykłady dziedziczenia związane z seksem to:

-Ślepota kolorów: jest to zmiana genetyczna, która sprawia, że ​​nie można odróżnić kolorów. Zwykle nie można rozróżnić czerwieni i zieleni, ale zależy to od stopnia ślepoty barw, jaką przedstawia osoba.

Ślepota na kolory jest przekazywana przez allel recesywny połączony z chromosomem X, więc jeśli mężczyzna dziedziczy chromosom X, który przedstawia ten recesywny allel, będzie to ślepa barwa.

Podczas gdy kobiety mają tę genetyczną zmianę, konieczne jest posiadanie dwóch zmienionych chromosomów X. Dlatego liczba kobiet z ślepotą kolorystyczną jest niższa niż mężczyzn.

-Hemofilia: jest chorobą dziedziczną, która podobnie jak ślepota barw jest powiązana z chromosomem X. Hemofilia jest chorobą, która powoduje, że krew ludzi nie krzepnie prawidłowo..

Z tego powodu, jeśli osoba cierpiąca na hemofilię zostanie przecięta, jego krwawienie będzie trwało znacznie dłużej niż krwawienie innej osoby, która jej nie ma. Dzieje się tak, ponieważ nie masz wystarczającej ilości białka we krwi, aby kontrolować krwawienie.

-Dystrofia mięśniowa Duchenne'a: ​​jest to dziedziczna choroba recesywna związana z chromosomem X. Jest chorobą nerwowo-mięśniową, charakteryzuje się znacznym osłabieniem mięśni, które rozwija się w sposób uogólniony i postępowy.

-Nadciśnienie tętnicze: jest chorobą dziedziczną obecną w chromosomie Y, dla której jest przenoszona z ojca na dziecko płci męskiej. Ten typ dziedziczenia jest nazywany holodendikiem.

Nadciśnienie to wzrost nadmiaru włosów, dzięki czemu osoba cierpiąca ma nadmiernie owłosione części ciała. Choroba ta nazywana jest również syndromem wilkołaka, ponieważ wielu cierpiących jest prawie całkowicie pokrytych włosami.

Referencje

  1. Brooker, R. (2012). Koncepcje genetyki (Pierwsze wydanie). The McGraw-Hill Companies, Inc.
  2. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Wprowadzenie do genetyki Analiza (11 ed.). W.H. Freeman
  3. Hasan, H. (2005). Mendel i prawa genetyki (Pierwsze wydanie). The Rosen Publishing Group, Inc.
  4. Lewis, R. (2015). Genetyka ludzka: koncepcje i zastosowania (11 ed.). McGraw-Hill Education.
  5. Snustad, D. i Simmons, M. (2011). Zasady genetyki (Wyd. 6). John Wiley and Sons.
  6. Trefil, J. (2003). Natura nauki (Pierwsze wydanie). Houghton Mifflin Harcourt.