Gregor Mendelt a modern genetika atyjának tartják. Osztrák szerzetes volt, aki borsónövényekkel dolgozott, hogy elmagyarázza, hogyan öröklik a gyerekek a tulajdonságaikat a szüleiktől. Munkája lett az alapja annak, hogy a tudósok hogyan értelmezik az öröklődést, és széles körben úttörőnek tartják a genetika területén.
borsónövények és Mendeli genetika
Mendel híres borsónövény-kísérleteiben szándékosan keresztbeporozta a nyilvánvalóan eltérő tulajdonságokkal rendelkező borsónövényeket, hogy felfedezzen néhány fontos dolgot azzal kapcsolatban, hogy az utódok hogyan öröklik a tulajdonságokat szüleiktől.
A kísérletek
Mendel a borsónövények hét specifikus jellemzőjét mérte:
- Sima vagy ráncos érett mag
- Sárga vagy zöld magfehérje
- Lila vagy fehér virág
- Felfújt vagy összeszűkült érett hüvely
- Zöld vagy sárga éretlen hüvelyek
- A virágok axiális vagy terminális helyzete
- Magas vagy törpe szárhossz
Amit felfedezett
1856 és 1863 között Mendel kísérletezett a Pisum sativum, vagyis borsónövény fajjal. Kísérletei három általánosításra késztették:
- Az utódok minden szülőtől egy örökletes tényezőt szereznek. Ez a szegregáció törvénye.
- A különböző tulajdonságoknak egyenlő esélyük van együtt megjelenni. Ezt a független választék törvényeként ismerik, és a mai tudósok ezt nagyrészt pontatlannak tartják. Egyes gének valójában össze vannak kapcsolva, és gyakrabban jelennek meg együtt.
- Az utód örökli a domináns tulajdonságot, és csak akkor örökölheti a recesszív tulajdonságot, ha mindkét recesszív faktort örökli. Ez az erőfölény törvénye.
Korának legtöbb tudósa elutasította Mendel munkáját. Ezt csak halála után fogadták el széles körben. Élete során a legtöbb tudós úgy gondolta, hogy az utódok keveredés útján örökölték a tulajdonságokat, vagyis az utódok a szülők tulajdonságainak „átlagát” öröklik.
Mendeli genetika bemutatása
Mendel állítólag több mint 28 000 növényt tesztelt, hogy levonja a következtetést. Noha az ő projektjének hatóköre valószínűleg nem reális az Ön számára, hogy újraalkothassa, tanulmányozhatja a genetikát növények segítségével.
Ki az Atya?
A Ki az Atya egy kísérlet, amelyben a tanulók növényeken kísérleteznek, hogy előre jelezzék a megfigyelhető tulajdonságokat. A kísérletet újra létrehozhatja a Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) segítségével – amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy a diákok genetika tanulmányozására használják őket. Gyorsabban nőnek is - a teljes életciklus 28-30 napot vesz igénybe. Ez a kísérlet körülbelül hat hét napi megfigyelést vesz igénybe. Leginkább azoknak a középiskolás vagy középiskolás idősebb diákoknak felel meg, akik genetikát tanulnak.
Anyagok
- Wisconsin Fast Plants® mag, nem lila szár, szőrtelen (200 db-os csomag)
- Wisconsin Fast Plants® vetőmag, sárga-zöld levél (200 db-os csomag)
- Wisconsin Fast Plants® vetőmag, nem lila szár, sárga-zöld levél (200 db-os csomag)
- Cserepes keverék
- Lassú felszabadulású műtrágyapellet
- Házi készítésű fluoreszkáló világítási rendszer vagy vásárolt világítási rendszer
- Házi termesztőrendszer (vagy vásárolhat öntözőrendszert)
- Növénycímkék
- Tét és nyakkendő
- Q-tippek, vagy méhpálcikák (csak néhány kell)
Utasítások
- Először építse meg világítási és öntözőrendszereit. A Wisconsin Fast Plants®-nak folyamatos fluoreszkáló fényre, valamint folyamatos műtrágya- és vízellátásra van szüksége. Ezekből akár házi készítésű változatokat is készíthet, vagy előre elkészített készleteket vásárolhat a Carolina Biological-on keresztül. Mindkét lehetőség fentebb az anyaglistában található.
- Vesse el a magokat (nem kell mindegyiket felhasználnia) a termesztési utasítások szerint. Kezdje a nem lila, sárgászöld levelű magvak elültetésével (ezt az első generációs utódként, vagy O1-ként fogjuk emlegetni). Ültessük el a nem lila szárú, szőrtelen magokat is. (Ezek a magok az anyamagok, amelyeket P1-nek neveznek). Ügyeljen arra, hogy felcímkézze, melyik melyik!
- Körülbelül négy-hét napon belül a növényeknek fel kell nőniük. Figyelje meg mindkét növénycsoport szár- és levélszínét, és jegyezze fel megfigyeléseit a laborjegyzetfüzetébe. A megfigyelések számszerűsítésének legjobb módja a fenotípusok megszámlálása (megszámolja a nem lila szárú növények számát, a sárga-zöld levelekkel rendelkező növények számát stb.).)
- Vesd el az anyanövényeket, de tartsd meg az utódnövényeket.
- Írjon hipotézist arra vonatkozóan, hogy az utódok hogyan örökölték megfigyelhető genetikai tulajdonságaikat. Például, ha azt észleli, hogy a legtöbb utódnövénynek nem lila szára van, hanem sárga levelei, akkor ezeket domináns tulajdonságokként rendelheti hozzá. Ha azt észleli, hogy egyes utódnövényeinek lila szára és zöld levele van, feltételezheti, hogy ezek recesszív tulajdonságok. Megfigyelései alapján alkosson tesztelhető hipotézist. Megpróbálja kitalálni az apanövény szárának és levelének színét a hipotézise alapján.
- Intermelje meg a növényeket méhpálcikával vagy Q-tippel. Ehhez óvatosan cserélje fel a méhrudat az egyik növényen, ügyelve arra, hogy a növényben legyen virágpor, majd ossza meg egy másik növénnyel. Ismételje meg ezt többször, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden növény több más növénytől is kap pollent, amelyek hasonló és eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. Csináld ezt naponta egyszer három napon keresztül.
- A három nap letelte után vágja le a nem beporzott virágbimbókat.
- Hagyja abba a növények öntözését, és hagyja kiszáradni.
- Takarítsa be a magokat és ültesse el újra, lényegében újrakezdve a folyamatot. Ezek a magok az utódok második generációja, vagy az O2.
- Fogadjon megfigyeléseket a következő generációs növények szárának és leveleinek színéről. Szerinted helyes volt a hipotézis?
- Üld el a sárga-zöld levelű magvakat. Ezeket „atyának” vagy P2-nek nevezzük.
- Néhány nap elteltével figyelje meg a P2 növények szár- és levélszínét. Megfigyelései alátámasztják hipotézisét?
Videóútvonalak
Ez a videó bemutatja, hogyan kell genetikai laborokat végezni, és segít a növények genetikájának tanulmányozásában.
Online Labs
Érdemes megjegyezni, hogy ha a borsótermesztés és a házi készítésű készülékek készítése egy kicsit többet jelent, mint amennyire alkudott volna, van néhány nagyszerű interaktív labor az interneten.
Mendel's Peas
Ez az online labor Mendel borsókísérleteinek másolata. A labornak van egy praktikus menüje, így ténylegesen felfedezheti a labort, mielőtt bármit is csinálna. A laboratórium különféle lépéseken vezet végig, beleértve a borsó elültetését, a tulajdonságaik megfigyelését, majd az első termesztett növények keresztbeporzását. Mendel pontosan ezt tette, hogy a tanulók átérezhessék, milyen fárasztó folyamaton ment keresztül, hogy előadja megfigyeléseit.
Borsóleves
Bár grafikailag nem olyan izgalmas, a borsóleves egy másik online lehetőség, amely segít a tanulóknak a borsónövények két tulajdonságának megfigyelésében. A kezdéshez kattintson a „kísérlet indítása” gombra. Ezután megjelenik egy oldal, ahol kiválaszthatja, hogy két különböző borsót "párosít". A genotípusukat neked írták. Ezután az oldal megmutatja a kiválasztott „szülők” számára elérhető összes lehetőséget. Az oldal gyorsan mozog, és lemaradhat róla, ha nem ír le mindent.
MIT's STAR Genetics
A MIT STAR Genetics laborja egy letölthető „játék”, amelyben a diákok különféle fajok genotípusait keverhetik össze, beleértve a borsónövényeket, a gyümölcslegyeket és még a teheneket is. A program azoknak a középiskolás diákoknak a megfelelő, akik erősen értenek a biológiához.
A genetika szórakoztató
Akár borsónövényeket vagy gyümölcslegyeket tanulsz, vagy egyszerűen csak hazamész, és megfigyeled szüleid tulajdonságait, és megpróbálod kitalálni, hogyan jutottál hozzá, a genetika tanulmányozása nagyon szórakoztató lehet. Míg a modern genetika azonosít néhány dolgot, amit Mendel tévedett, elméletei továbbra is érvényesek ott, ahol a tulajdonságokat nem kapcsolják össze vagy befolyásolják más tényezők.