Amit Mendel felfedezett a biológiában. Gregor Mendel

Gregor Mendel (Gregor Johann Mendel) (1822-84) - osztrák természettudós, botanikus és vallási vezető, szerzetes, az öröklődés tanának (mendelizmus) megalapítója. A borsófajták hibridizációs eredményeinek elemzésére (1856-63) statisztikai módszereket alkalmazva megfogalmazta az öröklődés törvényeit (lásd Mendel törvényei).

Megszületett Gregor Mendel 1822. július 22. Heinzendorf, Ausztria-Magyarország, ma Ginczyce. 1884. január 6-án halt meg Brunnban, jelenleg Brno, Csehország.

Nehéz tanulmányi évek

Johann egy német-szláv vegyes származású, közepes jövedelmű parasztcsalád második gyermekeként született Anton és Rosina Mendeltől. 1840-ben Mendel hat osztályt végzett a troppaui (ma Opava) gimnáziumban, majd a következő évben az olmutzi (ma Olmütz) egyetem filozófiaóráira lépett. A család anyagi helyzete azonban ezekben az években romlott, és 16 éves korától Mendelnek magának kellett gondoskodnia az élelmezésről. Mivel Mendel nem tudta állandóan elviselni az ilyen stresszt, a filozófiai osztályok elvégzése után 1843 októberében novíciusként belépett a brunni kolostorba (ahol az új Gregor nevet kapta). Ott mecénást és anyagi támogatást talált a további tanulmányokhoz.

1847-ben Mendelt pappá szentelték. Ugyanakkor 1845-től 4 évig a Brunni Teológiai Iskolában tanult. Ágoston-rendi kolostor Szent. Tamás Morvaország tudományos és kulturális életének központja volt. Gazdag könyvtára mellett ásványgyűjteménye, kísérleti kertje és herbáriuma volt. A kolostor pártfogolta a régió iskolai oktatását.

Szerzetes tanár

Gregor Mendel szerzetesként szívesen tanított fizika és matematika órákat a közeli Znaim város iskolájában, de megbukott az állami tanári képesítési vizsgán. Tudásszenvedélyét és magas szellemi képességeit látva a kolostor apátja továbbküldte tanulmányait a bécsi egyetemre, ahol Mendel 1851-53 között négy féléven át egyetemistaként tanult, matematika- és matematikai kurzusokon, természettudományok, különösen a híres fizika, K. Doppler tanfolyama. A jó fizikai és matematikai felkészültség később segített Mendelnek az öröklődés törvényeinek megfogalmazásában. Brunnba visszatérve Mendel folytatta a tanítást (egy reáliskolában tanított fizikát és természetrajzot), de a második kísérlete a tanári képesítés megszerzésére ismét sikertelen volt.

Kísérletek borsóhibrideken

Gregor Mendel 1856 óta kezdett átgondolt, kiterjedt kísérleteket végezni a kolostorkertben (7 méter széles és 35 méter hosszú) keresztezett növényeken (elsősorban a gondosan kiválasztott borsófajták közül), és tisztázta a tulajdonságok öröklődési mintázatait. hibridek utódai. 1863-ban befejezte a kísérleteket, 1865-ben pedig a Brunn Society of Natural Scientists két ülésén beszámolt munkája eredményéről. 1866-ban „Kísérletek növényhibrideken” című cikke jelent meg a társaság eljárásában, amely a genetikát, mint önálló tudományt megalapozta. Ritka eset ez a tudástörténetben, amikor egy cikk egy új tudományág születését jelzi. Miért tartják ezt így?

A növényhibridizációval és a tulajdonságok öröklődésének vizsgálatával a hibridek utódaiban Mendel előtt évtizedekkel a különböző országokban végeztek munkát a nemesítők és a botanikusok. A dominancia, a szétválás és a karakterkombináció tényeit különösen C. Nodin francia botanikus kísérleteiben vették észre és írták le. Még Darwin is, keresztezve a virágszerkezetben eltérő snapdragon fajtákat, a második generációban a jól ismert mendeli 3:1-hez közeli alakarányt kapott, de ebben csak „az öröklődési erők szeszélyes játékát látta. ” A kísérletekbe bevont növényfajok és -formák sokfélesége növelte az állítások számát, de csökkentette azok érvényességét. A jelentése vagy „a tények lelke” (Henri Poincaré kifejezése) Mendelig homályos maradt.

Egészen más konzekvenciák következtek Mendel hétéves munkájából, amely joggal alkotja a genetika alapjait. Először is tudományos alapelveket dolgozott ki a hibridek és utódaik leírására és vizsgálatára (melyik formát kell keresztezni, hogyan kell elemzést végezni az első és második generációban). Mendel kidolgozta és alkalmazott egy algebrai szimbólumrendszert és karakterjelölést, amely fontos fogalmi újítást jelentett.

Másodszor, Gregor Mendel megfogalmazott két alapelvet, vagyis a tulajdonságok generációkon keresztüli öröklődésének törvényét, amelyek lehetővé teszik az előrejelzések készítését. Végül Mendel implicit módon kifejezte az örökletes hajlamok diszkrétségének és binárisságának gondolatát: minden tulajdonságot egy anyai és apai hajlampár (vagy gének, ahogy később nevezték őket) irányítja, amelyek a szülői szaporodáson keresztül továbbadódnak a hibrideknek. sejteket, és nem tűnnek el sehol. A karakterek felépítése nem befolyásolja egymást, hanem az ivarsejtek kialakulása során eltérnek egymástól, majd szabadon egyesülnek leszármazottakká (a karakterek szétválásának és kombinálásának törvényei). A hajlamok párosítása, a kromoszómák párosítása, a DNS kettős hélixe - ez a XX. századi genetika Mendel elképzelései alapján logikus következménye és fő fejlődési útja.

A nagy felfedezéseket gyakran nem ismerik fel azonnal

Noha a Társaság közleményei, ahol Mendel cikke megjelent, 120 tudományos könyvtárba érkezett, és Mendel további 40 utánnyomást küldött ki, munkája egyetlen kedvező visszhangot kapott - K. Nägeli müncheni botanikaprofesszortól. Maga Nägeli a hibridizáción dolgozott, bevezette a „módosítás” kifejezést, és előterjesztette az öröklődés spekulatív elméletét. Kételkedett azonban abban, hogy a borsóra vonatkozó törvények univerzálisak, és azt tanácsolta, hogy ismételjék meg a kísérleteket más fajokon. Mendel tisztelettel beleegyezett ebbe. De a kísérlete, hogy megismételje a borsónál kapott eredményeket a sólyomfűön, amellyel Nägeli dolgozott, nem járt sikerrel. Csak évtizedekkel később derült ki, hogy miért. A sólyomfű magjai partenogenetikusan képződnek, az ivaros szaporodás részvétele nélkül. Gregor Mendel alapelvei alól más kivételek is voltak, amelyeket jóval később értelmeztek. Részben ennek is köszönhető munkája hideg fogadtatása. 1900-tól kezdődően, miután három botanikus – H. De Vries, K. Correns és E. Cermak-Zesenegg – cikkeit szinte egyidejűleg publikálták, akik egymástól függetlenül erősítették meg Mendel adatait saját kísérleteikkel, munkásságának elismerése azonnali robbanásszerűen megnőtt. . 1900-at a genetika születési évének tekintik.

Egy gyönyörű mítosz született a Mendel-törvények felfedezésének és újrafelfedezésének paradox sorsa körül, miszerint munkája teljesen ismeretlen maradt, és csak véletlenül és egymástól függetlenül, 35 évvel később fedezte fel három újrafelfedező. Valójában Mendel munkáját körülbelül 15-ször idézték egy 1881-es növényhibrid-összefoglalóban, és a botanikusok tudtak róla. Sőt, mint K. Correns munkafüzeteinek elemzésekor kiderült, még 1896-ban elolvasta Mendel cikkét, sőt kivonatot is írt belőle, de akkor még nem értette a mély értelmét, és elfelejtette.

A kísérletek lefolytatásának stílusa és az eredmények bemutatása Mendel klasszikus cikkében nagyon valószínűvé teszi azt a feltevést, amelyhez az angol matematikai statisztikus és genetikus, R. E. Fisher 1936-ban jutott: Mendel először intuitív módon behatolt a „tények lelkébe”, majd megtervezett egy sorozatot sok éves kísérletezéssel, hogy a megvilágosodott elképzelése a lehető legjobb módon napvilágra kerüljön. A formák számarányainak szépsége és szigora a hasadás során (3:1 vagy 9:3:3:1), az a harmónia, amelybe bele lehetett illeszteni a tények káoszát az örökletes változékonyság terén, az alkotóképesség jóslatok – mindez belsőleg meggyőzte Mendelt a borsótörvényeken tapasztaltak egyetemes természetéről. Már csak a tudományos közösség meggyőzése maradt hátra. De ez a feladat ugyanolyan nehéz, mint maga a felfedezés. Hiszen a tények ismerete nem jelenti azt, hogy megérted azokat. A fő felfedezések mindig a személyes tudáshoz, a szépség és a teljesség érzéséhez kapcsolódnak, amelyek intuitív és érzelmi összetevőkön alapulnak. Ezt a nem racionális tudást nehéz átadni másoknak, mert ez erőfeszítést és ugyanolyan intuíciót igényel részükről.

Mendel felfedezésének sorsa – a felfedezés ténye és a közösségben való felismerés között 35 év telt el – nem paradoxon, hanem inkább norma a tudományban. Így 100 évvel Mendel után, már a genetika virágkorában, hasonló sorsra jutott a 25 évig tartó fel nem ismerés a mobil genetikai elemek B. McClintock általi felfedezésére. És ez annak ellenére, hogy Mendellel ellentétben felfedezése idején nagy tekintélyű tudós volt és az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának tagja.

1868-ban Gregor Mendelt a kolostor apátjává választották, és gyakorlatilag visszavonult a tudományos tevékenységtől. Archívuma meteorológiai, méhészeti és nyelvészeti feljegyzéseket tartalmaz. A brünni kolostor helyén most létrehozták a Mendel Múzeumot; speciális folyóirat „Folia Mendeliana” jelenik meg.

További információ Gregor Mendelről egy másik forrásból:

Az osztrák-magyar tudóst, Gregor Mendelt joggal tekintik az öröklődéstudomány - a genetika - megalapítójának. A kutató csak 1900-ban „újrafelfedezett” munkája posztumusz hírnevet hozott Mendelnek, és egy új tudomány kezdeteként szolgált, amelyet később genetikának neveztek el. A 20. század hetvenes éveinek végéig a genetika főként a Mendel által kikövezett úton haladt, és csak amikor a tudósok megtanulták leolvasni a DNS-molekulák nukleinbázisainak szekvenciáját, az öröklődést nem a hibridizáció eredményeinek elemzésével kezdték el vizsgálni. hanem fizikai-kémiai módszerekre támaszkodva.

Gregor Mendel általános iskolában kimagasló matematikai képességekről tett tanúbizonyságot, és tanárai kérésére a közeli Opava kisváros gimnáziumában tanult tovább. Mendel továbbtanulásához azonban nem volt elég pénz a családban. Nagy nehezen sikerült összekaparni annyit, hogy elvégezzék a gimnáziumi tanfolyamot. Teresa húga segített: ő adományozta a számára megspórolt hozományt. Ezekkel a pénzekkel Mendel még egy ideig egyetemi felkészítő tanfolyamokon tanulhatott. Ezt követően a család pénzeszközei teljesen elapadtak.

A megoldást Franz matematikaprofesszor javasolta. Azt tanácsolta Mendelnek, hogy csatlakozzon a brünni Ágoston-rendi kolostorhoz. Akkoriban Cyril Napp apát vezette, egy széles látókörű ember, aki ösztönözte a tudomány felé. 1843-ban Mendel belépett ebbe a kolostorba, és megkapta a Gregor nevet (születésekor a Johann nevet kapta). Négy évvel később a kolostor a huszonöt éves Mendel szerzetest küldte tanárnak egy középiskolába. Majd 1851-től 1853-ig a bécsi egyetemen tanult természettudományokat, elsősorban fizikát, majd a brünni reáliskola fizika és természetrajz tanára lett.

Tizennégy évig tartó oktatói tevékenységét az iskola vezetése és a tanulók egyaránt nagyra értékelték. Utóbbiak emlékei szerint az egyik kedvenc tanáruknak számított. Élete utolsó tizenöt évében Gregor Mendel a kolostor apátja volt.

Gregort fiatal kora óta érdekelte a természetrajz. Inkább amatőr, mint profi biológus, Mendel folyamatosan kísérletezett különféle növényekkel és méhekkel. 1856-ban kezdte meg klasszikus munkáját a hibridizációról és a borsó karakterek öröklődésének elemzéséről.

Gregor Mendel aprócska, két és félszáz hektáron dolgozott, kolostor kertje. Nyolc évig vetett borsót, és ennek a növénynek két tucat fajtáját manipulálta, amelyek virágszínükben és magtípusában különböznek egymástól. Tízezer kísérletet végzett. Szorgalmasságával és türelmével nagyon lenyűgözte partnereit, Winkelmeyert és Lilenthalt, akik a szükséges esetekben segítettek neki, valamint Maresh kertészt, aki nagyon hajlamos volt az ivásra. Ha Mendel magyarázatot adott az asszisztenseinek, nem valószínű, hogy megértenék őt.

A Szent Tamás-kolostorban lassan folyt az élet. Gregor Mendel is laza volt. Kitartó, figyelmes és nagyon türelmes. A keresztezések eredményeként nyert növények magvak alakját tanulmányozva, annak érdekében, hogy megértsük csak egy tulajdonság („sima – ráncos”) átviteli mintázatait, 7324 borsót elemzett. Minden magot nagyítón keresztül megvizsgált, összehasonlította alakjukat és jegyzeteket készített.

Gregor Mendel kísérleteivel újabb visszaszámlálás kezdődött, melynek fő megkülönböztető jegye ismét a Mendel által bevezetett hibridológiai elemzés volt a szülők egyéni tulajdonságainak öröklődéséről az utódokban. Nehéz megmondani, hogy pontosan mi késztette a természettudóst az absztrakt gondolkodás felé, elvonja figyelmét a puszta számokról és a számos kísérletről. De éppen ez tette lehetővé a kolostori iskola szerény tanárának, hogy meglássa a kutatás holisztikus képét; csak azután látni, hogy az elkerülhetetlen statisztikai eltérések miatt el kell hanyagolni a tizedeket és századokat. A kutató által szó szerint „felcímkézett” alternatív jellemzők csak ekkor tártak fel valami szenzációs dolgot: a különböző utódok egyes keresztezései 3:1, 1:1 vagy 1:2:1 arányt adnak.

Gregor Mendel elődei munkáihoz fordult sejtésének megerősítésére. Azok, akiket a kutató tekintélyként tisztelt, különböző időpontokban és a maga módján jutottak arra az általános következtetésre: a gének rendelkezhetnek domináns (szuppresszív) vagy recesszív (elnyomott) tulajdonságokkal. És ha igen, következtet Mendel, akkor a heterogén gének kombinációja ugyanazt a karakterhasadást adja, mint amit saját kísérleteiben is megfigyeltek. És pont azokban az arányokban, amelyeket az ő statisztikai elemzése alapján számítottak ki. Az így létrejövő borsónemzedékekben a folyamatban lévő változások algebrával való összhangjának ellenőrzésekor a tudós még betűjelöléseket is bevezetett, nagybetűvel jelölve a gén domináns állapotát, kisbetűvel pedig a recesszív állapotot.

G. Mendel bebizonyította, hogy egy szervezet minden jellemzőjét örökletes tényezők, hajlamok (később géneknek nevezték) határozzák meg, amelyek a szülőktől az ivarsejtekkel az utódokig terjednek. A keresztezés eredményeként az örökletes tulajdonságok új kombinációi jelenhetnek meg. És az egyes ilyen kombinációk előfordulási gyakorisága megjósolható.

Összefoglalva, a tudós munkájának eredményei így néznek ki:

Minden első generációs hibrid növény azonos, és az egyik szülő tulajdonságát mutatja;
- a második generációs hibridek között 3:1 arányban jelennek meg a domináns és recesszív tulajdonságokkal is rendelkező növények;
- két tulajdonság egymástól függetlenül viselkedik az utódokban, és minden lehetséges kombinációban megtalálható a második generációban;
- különbséget kell tenni a tulajdonságok és azok örökletes hajlamai között (a domináns tulajdonságokat mutató növények lappangó formában recesszív hajlamot hordozhatnak);
- a hím és női ivarsejtek kombinációja véletlenszerű ahhoz képest, hogy milyen tulajdonságokat hordoznak ezek az ivarsejtek.

1865 februárjában és márciusában a Bru városi Természetkutatók Társasága nevű tartományi tudományos kör ülésein két jelentésben annak egyik rendes tagja, Gregor Mendel számolt be sokéves, 1863-ban befejezett kutatásának eredményeiről. . Annak ellenére, hogy jelentéseit meglehetősen hidegen fogadták a kör tagjai, úgy döntött, hogy publikálja munkáját. 1866-ban jelent meg az egyesület „Kísérletek növényhibrideken” című munkáiban.

A kortársak nem értették Mendelt, és nem értékelték munkásságát. Sok tudós számára Mendel következtetésének megcáfolása nem kevesebbet jelentene, mint megerősíteni saját koncepcióját, amely szerint egy szerzett tulajdonság kromoszómába "préselhető", és öröklöttvé alakítható. A tiszteletreméltó tudósok bármennyire nem törték össze a brünni kolostor szerény apátjának „lázító” következtetését, mindenféle jelzőt kitaláltak a megaláztatás és a nevetségesség érdekében. De az idő a maga módján döntött.

Gregor Mendelt nem ismerték fel kortársai. A séma túl egyszerűnek és ötletesnek tűnt számukra, amelybe nyomás és nyikorgás nélkül illeszkednek bonyolult jelenségek, amelyek az emberiség tudatában az evolúció megingathatatlan piramisának alapját képezték. Emellett Mendel koncepciójában is voltak sebezhetőségek. Legalábbis az ellenfelei számára így tűnt. És maga a kutató is, hiszen nem tudta eloszlatni kétségeiket. Kudarcainak egyik „bűnöse” a sólyom volt.

Karl von Naegeli botanikus, a müncheni egyetem professzora, miután elolvasta Mendel munkáját, azt javasolta, hogy a szerző tesztelje az általa a sólyomfűön felfedezett törvényeket. Ez a kis növény volt Naegeli kedvenc témája. És Mendel beleegyezett. Rengeteg energiát fordított új kísérletekre. A sólyomfű egy rendkívül kényelmetlen növény a mesterséges keresztezéshez. Nagyon kicsi. Meg kellett erőltetnem a látásomat, de egyre jobban kezdett romlani. A sólyomfű keresztezéséből származó utódok nem tartották be a törvényt, mint hitte, mindenkinek helytálló volt. Csak évekkel később, miután a biológusok megállapították a sólyomcsőr más, nem ivaros szaporodásának tényét, Naegeli professzornak, Mendel fő ellenfelének kifogásait levették a napirendről. De sajnos sem Mendel, sem maga Nägeli már nem élt.

A legnagyobb szovjet genetikus, B. L. akadémikus nagyon képletesen beszélt Mendel művének sorsáról. Astaurov, a Nyikolaj Ivanovics Vavilovról elnevezett All-Union Genetikai és Tenyésztők Társaságának első elnöke: „Mendel klasszikus művének sorsa perverz, és nem nélkülözi a drámaiságot. Bár felfedezte, világosan kimutatta és nagyrészt megértette az öröklődés nagyon általános mintáit, az akkori biológia még nem érett meg ezek alapvető természetének felismerésére. Maga Gregor Mendel, elképesztő éleslátással, előre látta a borsón felfedezett minták általános érvényességét, és kapott némi bizonyítékot azok alkalmazhatóságára néhány más növényre (háromféle babra, kétféle kocsányvirágra, kukoricára és éjszakai szépségre). Kitartó és fáradságos kísérletei azonban arra, hogy a feltárt mintákat a sólyomfű számos fajta és faj keresztezésére alkalmazzák, nem váltották be a hozzá fűzött reményeket, és teljes kudarcot szenvedtek. Amilyen boldog volt az első tárgy (borsó) választása, a második is ugyanolyan sikertelen volt. Csak jóval később, már századunkban vált világossá, hogy a jellegzetességek öröklődésének sajátos mintái a sólyomcsőrben kivételt képeznek, amely csak megerősíti a szabályt.

Mendel idejében senki sem sejthette, hogy a sólyomfű fajtáinak keresztezései valójában nem történtek meg, mivel ez a növény beporzás és megtermékenyítés nélkül, szűzi módon, az úgynevezett apogámia révén szaporodik. A gondos és intenzív kísérletek kudarca, amelyek szinte teljes látásvesztést okoztak, a Mendelre nehezedő elöljárói feladatok és az előrehaladott évek arra kényszerítették, hogy abbahagyja kedvenc kutatásait.

Eltelt még néhány év, és Gregor Mendel elhunyt, nem sejtve, hogy milyen szenvedélyek dúlnak majd a neve körül, és végül milyen dicsőséggel fedi majd be. Igen, Mendel halála után hírnevet és becsületet kap. Úgy távozik az életből, hogy nem fejti meg a sólyom titkát, amely nem „fért bele” az általa az első generációs hibridek egyformaságára és az utódok jellemzőinek felosztására vonatkozó törvényekbe.”

Mendelnek sokkal könnyebb lett volna, ha tud egy másik tudós, Adams munkásságáról., aki addigra úttörő munkát publikált az emberi tulajdonságok öröklődéséről. De Mendel nem ismerte ezt a munkát. Ám Adams, az örökletes betegségekkel küzdő családok empirikus megfigyelései alapján, valójában megfogalmazta az örökletes hajlam fogalmát, megjegyezve a tulajdonságok domináns és recesszív öröklődését az emberekben. De a botanikusok nem hallottak az orvos munkájáról, és valószínűleg annyi gyakorlati orvosi munkája volt, hogy egyszerűen nem volt elég ideje elvont gondolatokra. Általában így vagy úgy, a genetikusok csak akkor értesültek Adams megfigyeléseiről, amikor elkezdték komolyan tanulmányozni az emberi genetika történetét.

Mendelnek sem volt szerencséje. A nagy kutató túl korán számolt be felfedezéseiről a tudományos világnak. Ez utóbbi még nem állt készen erre. A világ csak 1900-ban, a Mendel-törvények újrafelfedezésével lepődött meg a kutató kísérletének logikájának szépségén és számításainak elegáns pontosságán. És bár a gén továbbra is az öröklődés hipotetikus egysége maradt, a lényegességével kapcsolatos kétségek végül eloszlottak.

Gregor Mendel Charles Darwin kortársa volt. A Brunn szerzetes cikke azonban nem keltette fel a „A fajok eredete” szerzőjének figyelmét. Csak találgatni lehet, Darwin hogyan értékelte volna Mendel felfedezését, ha megismerkedett volna vele. Eközben a nagy angol természettudós jelentős érdeklődést mutatott a növényhibridizáció iránt. A snapdragon különböző formáit keresztezve így írt a hibridek kettéválásáról a második generációban: „Miért van ez így? Isten tudja..."

Gregor Mendel meghalt 1884. január 6., a kolostor apátja, ahol borsóval végzett kísérleteit. Kortársai észrevétlenül Mendel azonban nem ingott meg igazában. Azt mondta:

– Eljön az én időm. Ezek a szavak vannak felírva emlékművére, amelyet a kolostor kertje előtt állítottak fel, ahol kísérleteit végezte.

A híres fizikus, Erwin Schrödinger úgy vélte, hogy a Mendel-törvények alkalmazása egyenértékű a kvantumelv biológiában való bevezetésével.

A mendelizmus forradalmi szerepe a biológiában egyre nyilvánvalóbbá vált. Századunk harmincas éveinek elejére a genetika és Mendel mögöttes törvényei váltak a modern darwinizmus elismert alapjává. A mendelizmus lett az elméleti alapja új, magas hozamú termesztett növényfajták, termékenyebb állatfajták és hasznos mikroorganizmusfajok kifejlesztésének. A mendelizmus lendületet adott az orvosi genetika fejlődésének...

A Brünn határában található Ágoston-rendi kolostorban emléktáblát állítottak, az előkert mellett pedig Gregor Mendel gyönyörű márványemlékművét. Az egykori kolostor szobáit, amelyek az előkertre néznek, ahol Mendel kísérleteit végezte, mára a róla elnevezett múzeummá alakították át. Itt vannak összegyűjtött kéziratok (sajnos egy részük elveszett a háború alatt), dokumentumok, rajzok és portrék, amelyek a tudós életével kapcsolatosak, a hozzá tartozó könyvek a margón feljegyzéseivel, mikroszkóp és egyéb műszerek, amelyeket használt. , valamint a különböző országokban megjelent könyvek, amelyeket neki és felfedezésének szenteltek.

Gregor Johann Mendel a sziléziai Heisendorfban született 1822. július 22-én parasztcsaládban. Általános iskolában kiemelkedő matematikai képességekről tett tanúbizonyságot, és tanárai kérésére a közeli Opava kisváros gimnáziumában tanult tovább. Mendel továbbtanulásához azonban nem volt elég pénz a családban. Nagy nehezen sikerült összekaparni annyit, hogy elvégezzék a gimnáziumi tanfolyamot. Teresa húga segített: ő adományozta a számára megspórolt hozományt. Ezekkel a pénzekkel Mendel még egy ideig egyetemi felkészítő tanfolyamokon tanulhatott. Ezt követően a család pénzeszközei teljesen elapadtak.

A megoldást Franz matematikaprofesszor javasolta. Azt tanácsolta Mendelnek, hogy csatlakozzon a brünni Ágoston-rendi kolostorhoz. Akkoriban Cyril Napp apát vezette, egy széles látókörű ember, aki ösztönözte a tudomány felé. 1843-ban Mendel belépett ebbe a kolostorba, és megkapta a Gregor nevet (születésekor a Johann nevet kapta). Keresztül
Négy évre a kolostor egy középiskolába küldte tanárnak a huszonöt éves Mendel szerzetest. Majd 1851-től 1853-ig a bécsi egyetemen tanult természettudományokat, elsősorban fizikát, majd a brünni reáliskola fizika és természetrajz tanára lett.

Mendel egy apró kolostorkertben dolgozott, kevesebb mint két és félszáz hektáron. Nyolc évig vetett borsót, és ennek a növénynek két tucat fajtáját manipulálta, amelyek virágszínükben és magtípusában különböznek egymástól. Tízezer kísérletet végzett. Szorgalmasságával és türelmével nagyon lenyűgözte partnereit, Winkelmeyert és Lilenthalt, akik a szükséges esetekben segítettek neki, valamint Maresh kertészt, aki nagyon hajlamos volt az ivásra. Ha Mendel és
magyarázatokat adott az asszisztenseinek, nem valószínű, hogy megértették volna.

Mendel kísérleteivel újabb visszaszámlálás kezdődött, melynek fő megkülönböztető jegye ismét a Mendel által bevezetett hibridológiai elemzés volt a szülők egyéni tulajdonságainak öröklődéséről az utódokban. Nehéz megmondani, hogy pontosan mi késztette a természettudóst az absztrakt gondolkodás felé, elvonja figyelmét a puszta számokról és a számos kísérletről. De éppen ez tette lehetővé a kolostori iskola szerény tanárának, hogy meglássa a kutatás holisztikus képét; csak azután látni, hogy az elkerülhetetlen statisztikai eltérések miatt el kell hanyagolni a tizedeket és századokat. A kutató által szó szerint „felcímkézett” alternatív jellemzők csak ekkor tártak fel valami szenzációs dolgot: a különböző utódok egyes keresztezései 3:1, 1:1 vagy 1:2:1 arányt adnak.

Mendel elődei munkáihoz fordult, hogy megerősítse az agyán átvillanó sejtést. Azok, akiket a kutató tekintélyként tisztelt, különböző időpontokban és a maga módján jutottak arra az általános következtetésre: a gének rendelkezhetnek domináns (szuppresszív) vagy recesszív (elnyomott) tulajdonságokkal. És ha igen, következtet Mendel, akkor a heterogén gének kombinációja ugyanazt a karakterhasadást adja, mint amit saját kísérleteiben is megfigyeltek. És pont azokban az arányokban, amelyeket az ő statisztikai elemzése alapján számítottak ki. Az így létrejövő borsónemzedékekben a folyamatban lévő változások algebrával való összhangjának ellenőrzésekor a tudós még betűjelöléseket is bevezetett, nagybetűvel jelölve a gén domináns állapotát, kisbetűvel pedig a recesszív állapotot.

Mendel bebizonyította, hogy egy szervezet minden jellemzőjét örökletes tényezők, hajlamok (később géneknek nevezték) határozzák meg, amelyeket a szülőktől a szaporítósejtekkel az utódokhoz továbbítanak. A keresztezés eredményeként az örökletes tulajdonságok új kombinációi jelenhetnek meg. És az egyes ilyen kombinációk előfordulási gyakorisága megjósolható.

Összefoglalva, a tudós munkájának eredményei így néznek ki:

Minden első generációs hibrid növény azonos, és az egyik szülő tulajdonságát mutatja;

A második generációs hibridek között 3:1 arányban jelennek meg a domináns és recesszív tulajdonságokkal is rendelkező növények;

A két tulajdonság egymástól függetlenül viselkedik az utódokban, és minden lehetséges kombinációban előfordul a második generációban;

Különbséget kell tenni a tulajdonságok és azok örökletes hajlamai között (a domináns tulajdonságokat mutató növények látens formában hordozhatnak
recesszív képződmények);

A hím és női ivarsejtek kombinációja véletlenszerű ahhoz képest, hogy milyen jellemzőket hordoznak ezek az ivarsejtek.

Annak ellenére, hogy jelentéseit meglehetősen hidegen fogadták a kör tagjai, úgy döntött, hogy publikálja munkáját. 1866-ban jelent meg az egyesület „Kísérletek növényhibrideken” című munkáiban.

Igen, Gregor Mendelt nem ismerték fel kortársai. A séma túl egyszerűnek és ötletesnek tűnt számukra, amelybe nyomás és nyikorgás nélkül illeszkednek bonyolult jelenségek, amelyek az emberiség tudatában az evolúció megingathatatlan piramisának alapját képezték. Emellett Mendel koncepciójában is voltak sebezhetőségek. Legalábbis az ellenfelei számára így tűnt. És maga a kutató is, hiszen nem tudta eloszlatni kétségeiket. Kudarcainak egyik „bűnöse” az volt
Hawkgirl.

A legnagyobb szovjet genetikus, B. L. akadémikus nagyon képletesen beszélt Mendel művének sorsáról. Astaurov, az N. I. után elnevezett All-Union Genetikai és Tenyésztők Társaságának első elnöke. Vavilova: „Mendel klasszikus művének sorsa perverz, és nem nélkülözi a drámaiságot. Bár felfedezte, világosan kimutatta és nagyrészt megértette az öröklődés nagyon általános mintáit, az akkori biológia még nem érett meg ezek alapvető természetének felismerésére. Mendel maga is elképesztő éleslátással látta előre a borsón felfedezett minták általános érvényességét, és kapott némi bizonyítékot azok alkalmazhatóságára néhány más növényre (háromféle bab, kétféle kocsányvirág, kukorica és éjszakai szépség). Kitartó és fáradságos kísérletei azonban arra, hogy a feltárt mintákat a sólyomfű számos fajta és faj keresztezésére alkalmazzák, nem váltották be a hozzá fűzött reményeket, és teljes kudarcot szenvedtek. Amilyen boldog volt az első tárgy (borsó) választása, a második is ugyanolyan sikertelen volt. Csak jóval később, már századunkban vált világossá, hogy a jellegzetességek öröklődésének sajátos mintái a sólyomcsőrben kivételt képeznek, amely csak megerősíti a szabályt. Mendel idejében senki sem sejthette, hogy a sólyomfű fajtáinak keresztezései valójában nem történtek meg, mivel ez a növény beporzás és megtermékenyítés nélkül, szűzi módon, az úgynevezett apogámia révén szaporodik. A gondos és intenzív kísérletek kudarca, amelyek szinte teljes látásvesztést okoztak, a Mendelre nehezedő elöljárói feladatok és az előrehaladott évek arra kényszerítették, hogy abbahagyja kedvenc kutatásait.

Mendelnek sokkal könnyebb lett volna, ha tud egy másik tudós, Adams munkásságáról, aki addigra úttörő munkát publikált az emberi tulajdonságok öröklődéséről. De Mendel nem ismerte ezt a munkát. Ám Adams, az örökletes betegségekkel küzdő családok empirikus megfigyelései alapján, valójában megfogalmazta az örökletes hajlam fogalmát, megjegyezve a tulajdonságok domináns és recesszív öröklődését az emberekben. De a botanikusok nem hallottak az orvos munkájáról, és valószínűleg annyi gyakorlati orvosi munkája volt, hogy egyszerűen nem volt elég ideje elvont gondolatokra. Általában így vagy úgy, a genetikusok csak akkor értesültek Adams megfigyeléseiről, amikor elkezdték komolyan tanulmányozni az emberi genetika történetét.

Mendel Charles Darwin kortársa volt. A Brunn szerzetes cikke azonban nem keltette fel a „A fajok eredete” szerzőjének figyelmét. Csak találgatni lehet, Darwin hogyan értékelte volna Mendel felfedezését, ha megismerkedett volna vele. Eközben a nagy angol természettudós jelentős érdeklődést mutatott a növényhibridizáció iránt. A snapdragon különböző formáit keresztezve így írt a hibridek kettéválásáról a második generációban: „Miért van ez így? Isten tudja..."

Mendel 1884. január 6-án halt meg, annak a kolostornak az apátja, ahol borsóval végzett kísérleteit. Kortársai észrevétlenül Mendel azonban nem ingott meg igazában. Azt mondta: "Eljön az én időm." Ezek a szavak vannak felírva emlékművére, amelyet a kolostor kertje előtt állítottak fel, ahol kísérleteit végezte.

A híres fizikus, Erwin Schrödinger úgy vélte, hogy a Mendel-törvények alkalmazása egyenértékű a kvantumelv biológiában való bevezetésével.

A Brno külvárosában található Ágoston-rendi kolostorban ma emléktábla áll, az előkert mellett pedig gyönyörű Mendel márvány emlékművet állítottak fel. Az egykori kolostor szobáit, amelyek az előkertre néznek, ahol Mendel kísérleteit végezte, mára a róla elnevezett múzeummá alakították át. Itt vannak összegyűjtött kéziratok (sajnos egy részük elveszett a háború alatt), dokumentumok, rajzok és portrék, amelyek a tudós életével kapcsolatosak, a hozzá tartozó könyvek a margón feljegyzéseivel, mikroszkóp és egyéb műszerek, amelyeket használt. , valamint a különböző országokban megjelent könyvek, amelyeket neki és felfedezésének szenteltek.

A Javascript le van tiltva a böngészőjében.
A számítások elvégzéséhez engedélyezni kell az ActiveX-vezérlőket!

Könnyű beküldeni jó munkáját a tudásbázisba. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Feltéve: http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Gregor Johann Mendel osztrák pap és botanikus rakta le a genetika tudományának alapjait. Matematikailag levezette a genetika törvényeit, amelyeket ma róla neveznek.

Gregor Johann Mendel

Johann Mendel 1822. július 22-én született Heisendorfban, Ausztriában. Már gyermekkorában érdeklődni kezdett a növények és a környezet tanulmányozása iránt. Két évnyi tanulmány után az olmützi Filozófiai Intézetben Mendel úgy döntött, hogy beiratkozik egy brünni kolostorba. Ez 1843-ban történt. A tonzúra szertartása során szerzetesként a Gregor nevet kapta. Már 1847-ben pap lett.

A pap élete nem csupán imádságból áll. Mendelnek sikerült sok időt szentelnie a tanulásnak és a tudománynak. 1850-ben úgy döntött, hogy tanári vizsgát tesz, de megbukott, biológiából és geológiából „D” minősítést kapott. Mendel 1851 és 1853 között a Bécsi Egyetemen töltött, ahol fizikát, kémiát, állattant, botanikát és matematikát tanult. Amikor visszatért Brunnba, Gregor atya tanítani kezdett az iskolában, bár soha nem tette le a tanári vizsgát. 1868-ban Johann Mendel apát lett.

Mendel 1856 óta a kis plébánia kertjében végezte kísérleteit, amelyek végül a genetika törvényeinek szenzációs felfedezéséhez vezettek. Meg kell jegyezni, hogy a szentatya környezete hozzájárult a tudományos kutatáshoz. Az tény, hogy néhány barátja nagyon jó természettudományi végzettséggel rendelkezett. Gyakran vettek részt különféle tudományos szemináriumokon, amelyeken Mendel is részt vett. Ezenkívül a kolostornak nagyon gazdag könyvtára volt, amelynek Mendel természetesen rendszeres volt. Nagyon megihlette Darwin "A fajok eredete" című könyve, de bizonyosan ismert, hogy Mendel kísérletei jóval a mű megjelenése előtt kezdődtek.

1865. február 8-án és március 8-án Gregor (Johann) Mendel a brünni Természettudományi Társaság ülésein beszélt, ahol egy még ismeretlen területen (amely később genetika néven vált ismertté) szokatlan felfedezéseiről beszélt. Gregor Mendel egyszerű borsóval végzett kísérleteket, később azonban jelentősen bővült a kísérleti objektumok köre. Ennek eredményeként Mendel arra a következtetésre jutott, hogy egy adott növény vagy állat különféle tulajdonságai nem csak úgy tűnnek fel a levegőből, hanem a „szülőktől” függnek. Az ezekről az örökletes tulajdonságokról szóló információk a géneken keresztül továbbadódnak (a kifejezést Mendel találta ki, amelyből a "genetika" kifejezés származik). Már 1866-ban megjelent Mendel "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Kísérletek növényhibridekkel") című könyve. A kortársak azonban nem értékelték a szerény brunni pap felfedezésének forradalmi jellegét.

Mendel tudományos kutatása nem vonta el figyelmét napi feladatairól. 1868-ban apát lett, az egész kolostor mentora. Ebben a pozícióban kiválóan védte általában az egyház, és azon belül is a brünni kolostor érdekeit. Jól tudta elkerülni a hatóságokkal való konfliktust, és elkerülte a túlzott adózást. Nagyon szerették a plébánosok és a diákok, a fiatal szerzetesek.

1884. január 6-án Gregor apja (Johann Mendel) elhunyt. Szülőhelyén, Brunnban van eltemetve. A tudós hírneve Mendel halála után jött el, amikor az 1900-as kísérleteihez hasonló kísérleteket három európai botanikus végzett egymástól függetlenül, akik Mendeléhez hasonló eredményekre jutottak.

Gregor Mendel – tanár vagy szerzetes?

Mendel sorsa a Teológiai Intézet után már el van intézve. A huszonhét éves, pappá szentelt kanonok kiváló plébániát kapott Old Brünnben. Egy egész éve készül vizsgázni a Doctor of Divinity fokozatára, amikor komoly változások következnek be az életében. Georg Mendel úgy dönt, hogy egészen drámai módon megváltoztatja sorsát, és megtagadja a vallási szolgálatokat. Szeretne természettudományt tanulni, és e szenvedélye kedvéért elhatározza, hogy a Znaim Gimnáziumba kerül, ahol ekkor már a 7. osztály nyílt. „Alprofesszori” állást kér.

Oroszországban a „professzor” tisztán egyetemi cím, de Ausztriában és Németországban még az első osztályosok tanárát is így hívták. Gymnasium suplent - ezt inkább „rendes tanárnak”, „tanárasszisztensnek” lehet fordítani. Lehetett a témát kiválóan ismerő személy, de mivel nem volt diplomája, inkább ideiglenesen vették fel.

Megőrződött egy dokumentum is, amely Mendel lelkész ilyen szokatlan döntését magyarázza. Ez egy hivatalos levél Schafgotsch gróf püspöknek a Szent Tamás-kolostor apátjától, Nappa prelátustól.” Kegyelmes Püspöki Eminenciás uram! A Legfelsőbb Császári-Királyi Földi Elnökség 1849. szeptember 28-i Z 35338. számú rendeletével a legjobbnak tartotta Gregor Mendel kanonokot kinevezni a Znaim Gimnáziumban. „... Ez a kánon istenfélő életmódot, önmegtartóztatást és erényes, rangjának teljesen megfelelő magatartást tanúsít, párosulva a tudományok iránti nagy odaadással... Valamivel kevésbé alkalmas azonban a lélek gondozására. laikus, mert ha egyszer a betegek ágya mellett találja magát, a szenvedés láttán leküzdhetetlen zűrzavar uralkodik el rajtunk, és ettől ő maga is veszélyesen megbetegszik, ami arra késztet, hogy lemondjak tőle a gyóntatói tisztségről.

Így 1849 őszén Mendel kanonok és támogatója Znaimba érkezett, hogy új feladatokat kezdjen el. Mendel 40 százalékkal keres kevesebbet diplomás kollégáinál. Kollégái tisztelik, tanítványai szeretik. A gimnáziumban azonban nem természettudományi tárgyakat tanít, hanem klasszikus irodalmat, ókori nyelveket és matematikát. Diploma kell. Ezzel lehetővé válik a botanika és a fizika, az ásványtan és a természetrajz oktatása. A diplomához 2 út vezetett. Az egyik az egyetem elvégzése, a másik út - egy rövidebb - a bécsi vizsgák letétele a birodalmi kultuszi és oktatási minisztérium külön bizottsága előtt, hogy ilyen-olyan tárgyakat taníthassanak ilyen-olyan osztályokban.

Mendel törvényei

A Mendel-törvények citológiai alapjai a következőkön alapulnak:

* kromoszómák párosítása (olyan gének párosítása, amely meghatározza bármely tulajdonság kialakulásának lehetőségét)

* a meiózis jellemzői (a meiózisban lezajló folyamatok, amelyek biztosítják a kromoszómák független divergenciáját a rajtuk található génekkel a sejt különböző pluszjaihoz, majd különböző ivarsejtekbe)

* a megtermékenyítési folyamat jellemzői (az egyes allélpárokból egy gént hordozó kromoszómák véletlenszerű kombinációja)

Mendel tudományos módszere

Az örökletes tulajdonságok szülőkről leszármazottakra való átvitelének alapvető mintázatait G. Mendel határozta meg a 19. század második felében. Egyedi tulajdonságokban eltérő borsónövényeket keresztezett, és a kapott eredmények alapján alátámasztotta a tulajdonságok megnyilvánulásáért felelős örökletes hajlamok létezését. Munkáiban Mendel a hibridológiai elemzés módszerét alkalmazta, amely általánossá vált a tulajdonságok öröklődési mintáinak vizsgálatában növényekben, állatokban és emberekben.

Ellentétben elődeivel, akik megpróbálták nyomon követni egy organizmus számos jellemzőjének öröklődését az aggregátumban, Mendel ezt az összetett jelenséget analitikusan vizsgálta. A kerti borsófajtákban csak egy pár vagy néhány alternatív (egymást kizáró) karakterpár öröklődését figyelte meg, nevezetesen: fehér és piros virágok; alacsony és magas termetű; sárga és zöld, sima és ráncos borsómag stb. Az ilyen kontrasztos jellemzőket alléloknak nevezzük, és az „allél” és „gén” kifejezéseket szinonimaként használják.

A keresztezésekhez Mendel tiszta vonalakat használt, vagyis egy önbeporzó növény utódait, amelyben hasonló génkészletet őriztek meg. Ezen sorok mindegyike nem eredményezte a karakterek felosztását. A hibridológiai elemzés módszertanában is jelentős volt, hogy Mendel volt az első, aki pontosan kiszámította a leszármazottak - eltérő tulajdonságú hibridek számát, azaz matematikailag feldolgozta a kapott eredményeket és bevezette a matematikában elfogadott szimbolikát a különböző keresztezési lehetőségek rögzítésére: A, B, C, D stb. Ezekkel a betűkkel a megfelelő örökletes tényezőket jelölte.

A modern genetikában a következő keresztezési konvenciókat fogadják el: szülői formák - P; keresztezésből nyert első generációs hibridek - F1; a második generáció hibridjei - F2, harmadik - F3, stb. Két egyed keresztezését az x jel jelzi (például: AA x aa).

A keresztezett borsónövények sokféle karaktere közül Mendel első kísérletében csak egy pár öröklődését vette figyelembe: sárga és zöld magvak, piros és fehér virágok stb. Az ilyen keresztezést monohibridnek nevezik. Ha két karakterpár öröklődése nyomon követhető, például az egyik fajta sárga sima borsómagja, a másiké pedig a zöld ráncos, akkor a keresztezést dihibridnek nevezzük. Ha három vagy több tulajdonságpárt veszünk figyelembe, a keresztezést polihibridnek nevezzük.

A tulajdonságok öröklődési mintái

Az allélokat a latin ábécé betűi jelölik, míg Mendel egyes tulajdonságokat dominánsnak (dominánsnak) és nagybetűvel - A, B, C stb., másokat recesszív (inferior, elnyomott) - kisbetűkkel jelölte meg. - a , in, with stb. Mivel minden kromoszóma (az allélok vagy gének hordozója) két allél közül csak egyet tartalmaz, és a homológ kromoszómák mindig párban állnak (az egyik apai, a másik anyai), a diploid sejtekben mindig van egy pár allélok közül: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb stb. Azokat az egyedeket és sejtjeit, amelyek homológ kromoszómáiban egy pár azonos allél (AA vagy aa) található, homozigótáknak nevezzük. Csak egyféle csírasejteket alkothatnak: vagy az A alléllal rendelkező ivarsejteket, vagy az a alléllal rendelkező ivarsejteket. Azokat az egyedeket, akiknek sejtjeik homológ kromoszómáiban domináns és recesszív Aa gének egyaránt megtalálhatók, heterozigótáknak nevezzük; Amikor a csírasejtek érnek, kétféle ivarsejteket képeznek: az A allélú ivarsejteket és az a alléllal rendelkező ivarsejteket. A heterozigóta szervezetekben a fenotípusosan megnyilvánuló domináns A allél az egyik kromoszómán, a recesszív a domináns által elnyomott allél pedig egy másik homológ kromoszóma megfelelő régiójában (lókuszában) található. Homozigótaság esetén az allélpárok mindegyike vagy a gének domináns (AA) vagy recesszív (aa) állapotát tükrözi, ami mindkét esetben megmutatja hatását. A domináns és recesszív örökletes tényezők fogalma, amelyet először Mendel használt, szilárdan megalapozott a modern genetikában. Később bevezették a genotípus és a fenotípus fogalmát. A genotípus az összes gén összessége, amely egy adott organizmussal rendelkezik. A fenotípus egy szervezet minden jelének és tulajdonságának összessége, amely adott körülmények között az egyedfejlődés folyamatában feltárul. A fenotípus fogalma kiterjed a szervezet bármely jellemzőjére: a külső szerkezet jellemzőire, fiziológiai folyamatokra, viselkedésre stb. A tulajdonságok fenotípusos megnyilvánulása mindig a genotípus és a belső és külső környezeti komplexum kölcsönhatása alapján valósul meg. tényezőket.

Mendel három törvénye

mendel tudományos öröklési keresztezés

G. Mendel a monohibrid keresztezés eredményeinek elemzése alapján szabályokat fogalmazott meg és nevezte el ezeket a szabályokat (később törvények néven váltak ismertté). Mint kiderült, két tiszta borsósor növényeinek sárga és zöld magokkal való keresztezésekor az első generációban (F1) minden hibrid mag sárga volt. Ebből következően a sárga magszín vonása volt a domináns. Szó szerinti kifejezésben ez így van írva: R AA x aa; az egyik szülő összes ivarsejtje A, A, a másik - a, a, ezeknek az ivarsejteknek a lehetséges kombinációja a zigótákban négy: Aa, Aa, Aa, Aa, azaz minden F1 hibridben teljes a túlsúly egyik tulajdonság a másik felett – minden mag sárga. Hasonló eredményekre jutott Mendel a másik hat vizsgált karakterpár öröklődésének elemzésekor. Mendel ez alapján fogalmazta meg a dominancia szabályát, vagyis az első törvényt: monohibrid keresztezésben az első generáció minden utódjára jellemző a fenotípus és a genotípus egységessége - a magok színe sárga, az allélok kombinációja mindenben. hibridek az Aa. Ez a minta olyan esetekben is megerősítést nyer, amikor nincs teljes dominancia: például amikor egy piros virágú (AA) éjszakai szépségnövényt egy fehér virágú (aa) növénnyel keresztezünk, az összes fi (Aa) hibridnek van olyan virága, amely nem piros és rózsaszín - színük közbenső színű, de az egységesség teljesen megmarad. Mendel munkája után az öröklődés köztes jellege az F1 hibrideknél nemcsak a növényekben, hanem az állatokban is feltárult, ezért a dominancia törvényét – Mendel első törvényét – az első generációs hibridek egységességének törvényének is szokták nevezni. F1 hibridekből nyert magvakból Mendel növényeket termesztett, amelyeket vagy keresztezett egymással, vagy hagyta, hogy önbeporozzák. Az F2 leszármazottai között szakadás derült ki: a második generációban sárga és zöld magvak is voltak. Mendel kísérletei során összesen 6022 sárga és 2001 zöld magot nyert, ezek számaránya megközelítőleg 3:1. Ugyanezt a számszerű arányt kaptuk a Mendel által vizsgált másik hat borsónövényi tulajdonságpárnál is. Ennek eredményeként Mendel második törvénye a következőképpen fogalmazódik meg: az első generáció hibridjeinek keresztezésekor utódaik teljes dominancia mellett 3:1 arányban, köztes öröklődés esetén 1:2:1 arányban adnak szegregációt (nem teljes dominancia). ). Ennek a kísérletnek a diagramja szó szerinti kifejezésben így néz ki: P Aa x Aa, ivarsejtjeik A és I, az ivarsejtek lehetséges kombinációja négy: AA, 2Aa, aa, i.e. e. Az F2 összes magjának 75%-a, amelyek egy vagy két domináns allélt tartalmaztak, sárga színűek és 25%-a zöld volt. Az a tény, hogy recesszív tulajdonságok jelennek meg bennük (mindkét allél recesszív-aa), azt jelzi, hogy ezek a tulajdonságok, valamint az ezeket irányító gének nem tűnnek el, nem keverednek domináns tulajdonságokkal egy hibrid szervezetben, aktivitásukat elnyomja a domináns gének működése. Ha mindkét gén, amely egy adott tulajdonságra recesszív, jelen van a szervezetben, akkor hatásuk nem gátolt, és a fenotípusban nyilvánulnak meg. Az F2 hibridek genotípusának aránya 1:2:1.

A későbbi keresztezések során az F2 utódok eltérően viselkednek: 1) a domináns tulajdonságokkal rendelkező növények 75%-a (AA és Aa genotípussal), 50%-a heterozigóta (Aa), ezért az F3-ban 3:1 arányú hasadást adnak, 2) A növények 25%-a a domináns tulajdonság (AA) szerint homozigóta, és az önbeporzás során Fz-ben nem okoz hasadást; 3) A magvak 25%-a homozigóta a recesszív tulajdonságra (aa), zöld színűek, és ha önbeporoznak az F3-ban, nem osztják szét a karaktereket.

Az első generációs hibridek egységessége és a második generációs hibridekben a karakterek szétválása jelenségének lényegének magyarázatára Mendel az ivarsejtek tisztaságának hipotézisét állította fel: minden heterozigóta hibrid (Aa, Bb stb.) „tiszta” formát hoz létre. ” csak egy allélt hordozó ivarsejtek: vagy A-t vagy a-t, amit ezt követően a citológiai vizsgálatok teljes mértékben megerősítettek. Mint ismeretes, a heterozigóták csírasejtek érése során a homológ kromoszómák különböző ivarsejtekbe kerülnek, így az ivarsejtek minden párból egy-egy gént tartalmaznak.

A tesztkeresztezést egy hibrid heterozigótaságának meghatározására használják egy adott tulajdonságpárra. Ebben az esetben az első generációs hibridet a recesszív génre (aa) homozigóta szülővel keresztezik. Az ilyen keresztezésre azért van szükség, mert a legtöbb esetben a homozigóta egyedek (AA) fenotípusosan nem különböznek a heterozigóta egyedektől (Aa) (az AA és az Aa borsómagjai sárgák). Eközben az új állatfajták és növényfajták tenyésztésének gyakorlatában a heterozigóta egyedek nem alkalmasak kezdeti egyedeknek, mivel keresztezésükkor utódaik hasadást okoznak. Csak homozigóta egyedekre van szükség. A keresztezés szó szerinti kifejezésben történő elemzésének diagramja kétféleképpen ábrázolható:

egy heterozigóta hibrid egyed (Aa), fenotípusosan megkülönböztethetetlen a homozigóta egyedtől, kereszteződik egy homozigóta recesszív egyeddel (aa): P Aa x aa: ivarsejtjeik A, a és a, a, eloszlás F1-ben: Aa, Aa, aa, aa, t e 2:2 vagy 1:1 arányú hasadás figyelhető meg az utódokban, ami megerősíti a vizsgált egyed heterozigótaságát;

2) a hibrid egyed homozigóta a domináns tulajdonságokra (AA): P AA x aa; ivarsejtjeik A A és a, a; nem történik hasítás az F1 utódokban

A dihibrid keresztezés célja két karakterpár öröklődésének egyidejű nyomon követése. A keresztezés során Mendel egy másik fontos mintát hozott létre: az allélok független divergenciáját és szabad, vagy független kombinációjukat, amelyet később Mendel harmadik törvényének neveztek. A kiindulási anyag sárga sima magvú (AABB) és zöld ráncos (aavv) borsófajták voltak; az első domináns, a második recesszív. Az f1-ből származó hibrid növények megőrizték az egységességet: sárga sima magvakkal rendelkeztek, heterozigóták voltak, genotípusuk AaBb volt. Ezen növények mindegyike négyféle ivarsejtet termel a meiózis során: AB, Av, aB, aa. Az ilyen típusú ivarsejtek kombinációinak meghatározásához és a hasadás eredményeinek figyelembevételéhez most a Punett-rácsot használják. Ebben az esetben az egyik szülő ivarsejtjeinek genotípusai vízszintesen a rács fölé, a másik szülő ivarsejtjeinek genotípusai pedig függőlegesen a rács bal szélére kerülnek (20. ábra). Az egyik és a másik típusú ivarsejtek négy kombinációja az F2-ben 16 zigóta változatot eredményezhet, amelyek elemzése megerősíti az egyik és a másik szülő ivarsejtjei genotípusainak véletlenszerű kombinációját, ami a tulajdonságok fenotípus szerinti felosztását eredményezi. az arány 9:3:3:1.

Fontos hangsúlyozni, hogy nemcsak a szülőformák jellemzői tárultak fel, hanem új kombinációk is megjelentek: sárga ráncos (AAbb) és zöld sima (aaBB). A sárga sima borsó magvak fenotípusában hasonlóak a dihibrid keresztezésből származó első generációs leszármazottokhoz, de genotípusuknak különböző változatai lehetnek: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; a genotípusok új kombinációi fenotípusosan zöld sima - aaBB, aaBB és fenotípusosan sárga ráncosak - AAbb, Aavv; Fenotípusosan a zöld ráncosoknak egyetlen genotípusuk van, aabb. Ennél a keresztezésnél a magok alakja színüktől függetlenül öröklődik. A zigóták allélkombinációinak figyelembe vett 16 változata a kombinatív variabilitást és az allélpárok független szétválását szemlélteti, azaz (3:1)2.

A gének független kombinációja és az ez alapján történő felosztás F2-ben az arányban. A 9:3:3:1-et később számos állat és növény esetében megerősítették, de két feltétel mellett:

1) a dominanciának teljesnek kell lennie (nem teljes dominancia és a génkölcsönhatás egyéb formái esetén a numerikus arányok eltérő kifejezést mutatnak); 2) a független hasítás alkalmazható a különböző kromoszómákon lokalizált génekre.

Mendel harmadik törvénye a következőképpen fogalmazható meg: egy allélpár tagjai a meiózisban a többi pár tagjaitól függetlenül különülnek el, az ivarsejtekben véletlenszerűen, de minden lehetséges kombinációban egyesülnek (monohibrid keresztezéssel 4 ilyen kombináció volt, egy dahibrid - 16, trihibrid keresztezéssel a heterozigóták 8 típusú ivarsejtet alkotnak, amelyekre 64 kombináció lehetséges stb.).

Felkerült a www.allbest webhelyre.

...

Hasonló dokumentumok

Gregor Mendel kísérletei alapján az örökletes tulajdonságok szülői szervezetekről leszármazottaikra való átvitelének elvei. Két genetikailag különböző szervezet keresztezése. Öröklődés és változékonyság, típusai. A reakciónorma fogalma.

absztrakt, hozzáadva: 2015.07.22

A tulajdonságok öröklődésének típusai. Mendel törvényei és megnyilvánulásuk feltételei. A hibridizáció és a keresztezés lényege. A polihibrid keresztezés eredményeinek elemzése. W. Bateson „Ivarsejtek tisztasága” hipotézisének főbb rendelkezései. Példa tipikus keresztezési problémák megoldására.

bemutató, hozzáadva: 2013.11.06

Dihibrid és polihibrid keresztezés, öröklődési minták, keresztezés és hasadás menete. Kapcsolt öröklődés, az öröklődési tényezők független megoszlása (Mendel második törvénye). Gének kölcsönhatása, nemi különbségek a kromoszómákban.

absztrakt, hozzáadva: 2009.10.13

Két pár alternatív tulajdonságban (két allélpár) eltérő organizmusok dihibrid keresztezésének fogalma. Mendel osztrák biológus felfedezte a monogén tulajdonságok öröklődési mintáit. A tulajdonságok öröklődésének Mendel törvényei.

bemutató, hozzáadva 2012.03.22

A tulajdonságok öröklődésének mechanizmusai és mintái. Szülői tulajdonságok kontrasztos párjai a növények számára. Alternatív jellegzetességek a sárgadinnyében és a sárgadinnyében. Gregor Mendel kísérletei növényhibridekkel. Sajre kísérleti tanulmányai.

bemutató, hozzáadva: 2013.02.05

A tulajdonságok öröklődésének törvényei. Az élő szervezetek alapvető tulajdonságai. Öröklődés és változékonyság. A monohibrid keresztezés klasszikus példája. Domináns és recesszív tulajdonságok. Mendel és Morgan kísérletei. Az öröklődés kromoszómális elmélete.

bemutató, hozzáadva 2012.03.20

Genetika és evolúció, G. Mendel klasszikus törvényei. Az első generációs hibridek egységességének törvénye. A szétválás törvénye. A jellemzők független kombinációjának (öröklődésének) törvénye. Mendel felfedezéseinek felismerése, Mendel munkásságának jelentősége a genetika fejlődésében.

absztrakt, hozzáadva: 2003.03.29

Gregor Mendel kísérletei növényhibridekkel 1865-ben. A kerti borsó, mint kísérleti tárgy előnyei. A monohibrid keresztezés fogalmának meghatározása olyan szervezetek hibridizációjaként, amelyek egy pár alternatív karakterben különböznek egymástól.

bemutató, hozzáadva 2012.03.30

Az öröklődés alaptörvényei. A tulajdonságok öröklődésének alapvető mintái G. Mendel szerint. Az első generációs hibridek egységességének törvényei, a második generációs hibridek fenotípusos osztályaira való felosztás és a gének független kombinációja.

tanfolyami munka, hozzáadva 2015.02.25

Az élőlények öröklődése és változékonysága, mint a genetika vizsgálati tárgya. Gregor Mendel felfedezése a tulajdonságok öröklődésének törvényeiről. A hipotézis a diszkrét örökletes tényezők örökletes átviteléről a szülőkről az utódokra. A tudós munkamódszerei.

Ebben a cikkben Gregor Mendel rövid életrajzát mutatjuk be az osztrák biológusról és botanikusról. Ő az öröklődés tanának megalapítója, amelyet később a nevéről mendelizmusnak neveztek.

Gregor Mendel életrajza röviden

Johann Mendel 1822-ben született szegény paraszti családban az Osztrák Birodalom egyik kis falujában (ma Csehország területe).

Johann középiskolát végzett, majd kétéves filozófiai tanfolyamokat. 1843-ban Mendel belépett a brünni Ágoston-rendi kolostorba, ahol felszentelték, és megkapta középső nevét - Gregor. Később Bécsbe ment, ahol két évig természetrajzot és matematikát tanult az egyetemen, majd 1853-ban visszatért a kolostorba. Hol lehet kertészkedni, és kért egy kis bekerített területet a kerthez. Életéből sok évet a genetika tanulmányozásának szentelt.

Mendel Bécsben járva kezdett érdeklődni a növényekben történő hibridizáció folyamata és különösen a hibrid leszármazottak különböző típusai és statisztikai összefüggéseik iránt. 1856 és 1863 között borsóval végzett kísérleteket, és ennek eredményeként megfogalmazta az öröklődés törvényeit („Mendel törvényei”).

1865-ben adta ki a „Kísérletek a növényhibrideken” című munkáját, amelyben felvázolta az öröklődés alapvető törvényeit. Handel maga is biztos volt abban, hogy ő tette a legnagyobb felfedezést. A tudósok azonban nevetségessé tették az elképzeléseit, ezért otthagyta tudományos tanulmányait, és a kolostor apátja lett.

A megoldást Franz matematikaprofesszor javasolta. Azt tanácsolta Mendelnek, hogy csatlakozzon a brünni Ágoston-rendi kolostorhoz. Akkoriban Cyril Napp apát vezette, egy széles látókörű ember, aki ösztönözte a tudomány felé. 1843-ban Mendel belépett ebbe a kolostorba, és megkapta a Gregor nevet (születésekor a Johann nevet kapta). Keresztül
Négy évre a kolostor egy középiskolába küldte tanárnak a huszonöt éves Mendel szerzetest. Majd 1851-től 1853-ig a bécsi egyetemen tanult természettudományokat, elsősorban fizikát, majd a brünni reáliskola fizika és természetrajz tanára lett.

Összefoglalva, a tudós munkájának eredményei így néznek ki:

- az első generáció összes hibrid növénye egyforma, és az egyik szülő tulajdonságát mutatja;

— a második generációs hibridek között 3:1 arányban jelennek meg a domináns és recesszív tulajdonságokkal rendelkező növények;

- két tulajdonság egymástól függetlenül viselkedik az utódokban, és minden lehetséges kombinációban megtalálható a második generációban;

— különbséget kell tenni a tulajdonságok és azok örökletes hajlamai között (a domináns tulajdonságokat mutató növények rejtett tulajdonságokat hordozhatnak)
recesszív képződmények);

- a hím és női ivarsejtek egyesülése véletlenszerű ahhoz képest, hogy milyen tulajdonságokat hordoznak ezek az ivarsejtek.

A híres fizikus, Erwin Schrödinger úgy vélte, hogy a Mendel-törvények alkalmazása egyenértékű a kvantumelv biológiában való bevezetésével.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete

Amit Mendel felfedezett a biológiában. Gregor Mendel - A modern genetika atyja

Könnyű beküldeni jó munkáját a tudásbázisba. Használja az alábbi űrlapot

Hasonló dokumentumok

Gregor Mendel életrajza röviden