3 zákony Mendela a experimenty s hráškem



3 zákony Mendela nebo Mendelova genetika jsou nejdůležitějšími výroky biologického dědictví. Gregorio Mendel, mnich a rakouský přírodovědec, je považován za otce genetiky. Mendel prostřednictvím svých experimentů s rostlinami zjistil, že určité rysy byly zděděny po specifických vzorcích.

Mendel studoval dědictví experimentovat s hráškem z rostliny druhu Pisum sativum měl ve své zahradě. Tato rostlina byla vynikajícím testovacím modelem, protože mohla být samoopylena nebo křížově oplodněna, kromě toho, že má několik vlastností, které mají pouze dvě formy..

Například: funkce "barva" může být pouze zelená nebo žlutá, funkce "textura" může být pouze hladká nebo hrubá, a tak s dalšími pěti funkcemi, z nichž každý má dva tvary..

Gregor Mendel formuloval své tři zákony ve své práci publikované jako Experimenty na hybridizaci rostlin (1865), kterou prezentoval u společnosti Natural History Society of Brünn, i když byly ignorovány a nebyly vzaty v úvahu až do roku 1900.

Index

  • 1 Historie Gregora Mendela
  • 2 Mendelovy experimenty 
    • 2.1 Výsledky experimentů
    • 2.2 Jak byly prováděny Mendelovy experimenty?
    • 2.3 Proč si Mendel vybral rostliny hrachu?
  • 3 Mendel's 3 práva shrnuty
    • 3.1 Mendelovo první právo
    • 3.2 Druhý zákon Mendela
    • 3.3 Mendelovo třetí právo
  • 4 Pojmy zavedené Mendelem
    • 4.1 Dominantní
    • 4.2 Recesivní
    • 4.3 Hybrid
  • 5 Mendelovo dědictví aplikované u lidí
  • 6 Příklad dědičnosti u koček
  • 7 4 Příklady mendelovských rysů
  • 8 Faktory, které mění Mendelovu segregaci
    • 8.1 Dědictví spojené se sexem
  • 9 Odkazy

Historie Gregora Mendela

Gregor Mendel je považován za otce genetiky, díky příspěvkům, které zanechal ve svých třech zákonech. Narodil se 22. července 1822 a říká se, že od útlého věku byl v přímém kontaktu s přírodou, což je situace, která ho zajímala o botaniku..

V roce 1843 vstoupil do kláštera Brünn ao tři roky později byl vysvěcen na kněze. Později, v roce 1851 se rozhodl studovat botaniku, fyziku, chemii a historii na univerzitě ve Vídni.

Po studiu se Mendel vrátil do kláštera a byl tam, kde prováděl pokusy, které mu umožnily formulovat tzv. Mendelovy zákony..

Bohužel, když představil svou práci, šlo to bez povšimnutí a říká se, že Mendel opustil experimenty s dědictvím.

Nicméně, v časném dvacátém století jeho práce začaly získat uznání, když několik vědců a botaniků provádělo podobné experimenty a našlo jejich studia..

Mendelovy experimenty

Mendel studoval sedm charakteristik hrachu: barva semena, tvar semena, poloha květu, barva květu, tvar podu, barva lusku a délka stonku.

Pro Mendelovy experimenty byly tři hlavní kroky:

1-Samooplodnění vytvořilo generaci čistých rostlin (homozygotů). To znamená, že rostliny s fialovými květy vždy produkovaly semena, která generovala fialové květy. Tyto rostliny nazval generací P (rodičů)..

2-Pak zkřížil páry čistých rostlin s různými rysy a potomci z nich nazval synovi druhé generace (F1)..

3-Nakonec získala třetí generaci rostlin (F2) samoopylujícími dvěma rostlinami generace F1, tj. Překročením dvou rostlin generace F1 se stejnými znaky.

Výsledky experimentů

Mendel našel ze svých experimentů nějaké neuvěřitelné výsledky.

Generace F1

Mendel zjistil, že generace F1 vždy produkovala stejný rys, i když oba rodiče měli odlišné vlastnosti. Pokud jste například překročili rostlinu s fialovými květy s rostlinou s bílými květy, všechny potomky rostlin (F1) měly fialové květy.

Je to proto, že fialový květ je rysem dominantní. Bílý květ je proto znakem recesivní.

Tyto výsledky mohou být zobrazeny v diagramu nazvaném Punnettovo náměstí. Dominantní gen pro barvu je znázorněn velkým písmenem a recesivním genem s malým písmenem. Tu fialová barva je dominantní gen, který je ukázán s “M” a bílý je recesivní gen, který je ukazován s “b” \ t.

Generace F2

Ve F2 generaci Mendel zjistil, že 75% květů bylo fialové a 25% bílé. Zajímavé bylo, že i když oba rodiče měli fialové květy, 25% potomků mělo bílé květy.

Vzhled bílých květů je způsoben genem nebo recesivním rysem přítomným u obou rodičů. Zde je Punnettův graf ukazující, že 25% potomků mělo dva "b" geny, které produkovaly bílé květy:

Jak byly prováděny Mendelovy experimenty?

Mendelovy experimenty byly prováděny s hrachovými rostlinami, poněkud složitou situací, protože každá květina má samčí část a ženskou část, tj. Samoopylenou.

Jak tedy mohl Mendel ovládat potomky rostlin? Jak jsem je mohl překročit?.

Odpověď je jednoduchá, aby bylo možné ovládat mláďata rostlin hrachu, Mendel vytvořil postup, který mu umožnil zabránit rostlinám samooplodnění..

Tato procedura spočívala v řezání tyčinek (samčích orgánů květů, které obsahují pylové pytle, tj. Ty, které produkují pyl) květů první rostliny (zvané BB) a kropení pylu z druhé rostliny v rostlině. pistil (ženský orgán květin, který je ve středu) prvního.

Díky této akci Mendel kontroloval proces oplodnění, což je situace, která mu umožnila provádět každý experiment znovu a znovu, aby se ujistil, že vždy bylo získáno stejné potomstvo..

Takto dosáhl formulace toho, co je nyní známé jako Mendelovy zákony.

Proč si Mendel vybral rostliny hrachu?

Gregor Mendel si vybral hrachové rostliny, aby provedl své genetické experimenty, protože byly levnější než jiné rostliny a protože jejich generace je velmi krátká a má velké množství potomků..

Potomci byli důležití, protože bylo nutné provést mnoho experimentů, aby bylo možné formulovat jejich zákony.

Také si je vybral kvůli velké rozmanitosti, která existovala, to znamená ty ze zeleného hrachu, ze žlutého hrachu, z těch kulatých lusků, mimo jiné..

Odrůda byla důležitá, protože bylo nutné vědět, jaké vlastnosti mohou být zděděny. Zde vzniká pojem Mendelovo dědictví.

Shrnul 3 zákony Mendelovy

Mendelovo první právo

První zákon Mendela nebo zákon uniformity uvádí, že při křížení dvou čistých jedinců (homozygotů) budou všichni potomci ve svých vlastnostech stejní (jednotní)..

Toto je kvůli dominanci některých charakterů, jednoduchá kopie těchto je dost maskovat účinek recesivního charakteru. Homozygotní i heterozygotní potomci budou tedy prezentovat stejný fenotyp (viditelný znak).

Mendelovo druhé právo

Mendelovo druhé právo, také nazývané zákonem o segregaci charakteru, uvádí, že během tvorby gamet jsou alely (dědičné faktory) odděleny (segregované) takovým způsobem, že potomstvo získává alelu od každého příbuzného.

Tento genetický princip pozměnil počáteční přesvědčení, že dědičnost je jedinečným "kombinačním" procesem, ve kterém potomci vykazují mezilehlé rysy mezi dvěma rodiči..

Mendelovo třetí právo

Mendelovo třetí právo je také známé jako právo nezávislého oddělení. Během tvorby gamet jsou znaky různých znaků zděděny nezávisle na sobě.

V současné době je známo, že tento zákon se nevztahuje na geny na stejném chromozomu, které by byly zděděny společně. Nicméně, chromosomy dělají odděleně nezávisle během meiosis.

Pojmy zavedené Mendelem

Mendel vytvořil několik termínů, které jsou v současné době používány v oblasti genetiky, včetně: dominantní, recesivní, hybridní.

Dominantní

Když Mendel použil dominantní slovo ve svých experimentech, odkazoval na charakter, který se projevoval navenek v jednotlivec, ať už byl jen jeden z nich, nebo pokud byli dva z nich..

Recesivní

S recesivní, Mendel znamenal, že to je charakter, který se neprojevuje mimo jednotlivce, protože dominantní postava zabraňuje. Proto, aby zvítězil, bude nutné, aby jednotlivec měl dvě recesivní postavy.

Hybrid

Mendel používal slovo hybridní odkazovat se na výsledek křížení dvou organismů různých druhů nebo různých charakteristik.

Podobně to byl on, kdo založil použití velkého písmene pro dominantní alely a nižší případ pro recesivní alely.

Následně další badatelé dokončili svou práci a využili zbytek termínů, které jsou dnes používány: gen, alela, fenotyp, homozygot, heterozygot..

Mendelovo dědictví aplikované na člověka

Vlastnosti člověka lze vysvětlit mendelovským dědictvím, pokud je známa rodinná historie.

Je nutné znát rodinnou historii, protože s nimi můžete sbírat potřebné informace o určité vlastnosti.

Pro tento účel je vytvořen genealogický strom, ve kterém je popsána každá z vlastností členů rodiny, a tak by mohlo být určeno, od koho byly zděděny..

Příklad dědičnosti u koček

V tomto příkladu je barva srsti označena B (hnědá, dominantní) nebo b (bílá), zatímco délka ocasu je označena S (krátká, dominantní) nebo s (dlouhá)..

Když jsou rodiče homozygotní pro každý znak (SSbb a ssBB), jejich děti ve F1 generaci jsou heterozygotní v obou alelách a vykazují pouze dominantní fenotypy (SsbB)..

Jsou-li potomci spolu navzájem, v generaci F2 jsou vyrobeny všechny kombinace barvy srsti a délky ocasu: 9 jsou hnědé / krátké (fialové krabice), 3 jsou bílé / krátké (růžové rámečky), 3 jsou hnědý / dlouhý (modrý rámeček) a 1 bílý / dlouhý (zelený rámeček).

4 Příklady mendelovských rysů

-AlbinismusJe to dědičná vlastnost, která spočívá ve změně produkce melaninu (pigment, který lidé mají a je zodpovědný za barvu kůže, vlasů a očí), takže v mnoha případech dochází k absenci celkem. Tato vlastnost je recesivní.

-Lobby volného ucha: je to dominantní rys.

-Lobby ucha se spojilyJe to recesivní rys.

-Vdovy vlasy nebo zobákTato vlastnost se týká způsobu, jakým vlasová linie končí na čele. V tomto případě by to skončilo vrcholem ve středu. Ti, kteří tuto funkci prezentují, mají písmeno "w" vzhůru nohama. Je to dominantní rys.

Faktory, které mění Mendelovu segregaci

Dědičnost spojená se sexem

Dědictví spojené se sexem odkazuje na to, co je spojeno s párem pohlavních chromozomů, tj. Těch, které určují pohlaví jednotlivce..

Lidé mají chromozomy X a chromozomy Y. Ženy mají XX chromozomy, zatímco muži mají XY.

Některé příklady dědictví spojené se sexem jsou:

-Barva slepota: je to genetická změna, která dělá barvy nelze rozlišit. Obvykle nemůžete rozlišovat mezi červenou a zelenou, ale to bude záviset na stupni barevné slepoty, kterou osoba představuje.

Barevná slepota je přenášena recesivní alelou spojenou s chromozomem X, proto pokud člověk zdědí chromozom X, který představuje tuto recesivní alelu, bude barevně slepý..

Zatímco u žen mají tuto genetickou změnu, je nezbytné, aby měli dva pozměněné X chromozomy. Proto je počet žen s barevnou slepotou nižší než u mužů.

-Hemofilie: je dědičné onemocnění, které, podobně jako slepota, je spojeno s chromozomem X. Hemofilie je onemocnění, které způsobuje, že krev lidí není správně sražena..

Z tohoto důvodu, pokud je člověk trpící hemofilií řezán, jeho krvácení bude trvat mnohem déle než krvácení jiné osoby, která ho nemá. Děje se to proto, že nemáte dostatek bílkovin v krvi na kontrolu krvácení.

-Duchennova svalová dystrofie: jedná se o recesivní dědičné onemocnění, které je spojeno s chromozomem X. Jedná se o neuromuskulární onemocnění, které je charakterizováno přítomností významné svalové slabosti, která se vyvíjí generalizovaným a progresivním způsobem.

-HypertrichózaJe to dědičné onemocnění, které je přítomno v chromozomu Y, pro který je přenášeno pouze z otce na mužského potomka. Tento typ dědictví se nazývá holodendic.

Hypertrichóza je růst přebytečných vlasů, takže kdo trpí, má části jeho těla, které jsou nadměrně chlupaté. Toto onemocnění se také nazývá vlkodlak syndrom, protože mnoho z těch, kteří trpí, je téměř zcela pokryto chlupy.

Odkazy

  1. Brooker, R. (2012). Pojmy genetiky (1. vydání). Společnosti McGraw-Hill, Inc..
  2. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetiky Analýza (11. vydání). W.H. Freeman
  3. Hasan, H. (2005). Mendel a zákony genetiky (1. vydání). Rosen Publishing Group, Inc.
  4. Lewis, R. (2015). Lidská genetika: koncepty a aplikace (11. vydání). McGraw-Hill vzdělání.
  5. Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principy genetiky (6. vydání). John Wiley a synové.
  6. Trefil, J. (2003). Povaha vědy (1. vydání). Houghton Mifflin Harcourt.