Мендель использовал в своих исследованиях 34 сорта гороха

Обновлено: 18.09.2024

1. Сколько генов, отвечающих за праворукость/леворукость, имеется в яйцеклетке? В сперматозоиде? В соматической клетке?

В яйцеклетке один, в сперматозоиде один, в соматической клетке два.

2. Запишите гаметы организма AABbcc.

3. Приведите пример признака с двумя аллелями, с тремя аллелями.

С двумя аллелями: цвет гороха (желтый или зеленый). С тремя аллелями: группа крови человека (IA, IB, I0).

4. Какова сущность гипотезы чистоты гамет?

3 – чистые линии были получены путем самоопыления растений;
5 – гены альтернативных признаков расположены в гомологичных хромосомах (в одной хромосоме расположены гены разных признаков);
6 – к альтернативным у гороха относят зеленую или желтую окраску семян, гладкую или морщинистую форму семян

6. Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их. (1) Ген — это участок молекулы иРНК, определяющий первичную структуру белка и соответствующий признак организма. (2) Гены, хранящие информацию о разных проявлениях одного признака, называются аллельными. (3) Признаки, определяемые двумя аллельными генами, называются доминантными. (4) Особи, несущие разные по проявлению аллельные гены, называются гетерозиготными. (5) Гетерозиготные особи образуют гаметы одного сорта. (6) Гаметы, несущие разные аллели одного гена, образуются в результате мейотического деления клеток животных. (7) Наследование, при котором разные аллели распределяются по разным гаметам, называется независимым.

1) Ген — это участок молекулы ДНК.
3) Признаки, определяемые двумя аллельными генами, могут быть и доминантными и рецессивными.
5) Гетерозиготные особи образуют гаметы двух сортов (с доминантными и рецессивными генами).

Этот человек был трагически не понят научными современниками, но через 30 лет оказалось, что он перевернул науку — открыл законы наследственности и предвосхитил появление генетики. Имя чешского монаха Грегора Менделя и сегодня не столь широко известно, как имена Ньютона, Эйнштейна, Коперника или Гаусса, а ведь его научные достижения не менее значимы. Вспоминаем о них сегодня, 20 июля, в день рождения Менделя.

Пчелы, облака и опыты на растениях

Именно эти три вещи больше всего интересовали монаха Грегора Менделя, аббата монастыря Святого Фомы в Брюнне, сегодняшнем Брно, а тогда части австрийской Моравии. Господин аббат не был известным богословом или оратором. За пределами монастыря он ходил в цивильном платье, интересовался наукой, преподавал в местной гимназии. Вообще был добрым человеком, любителем-гастрономом, играл в шахматы и угощал гостей грушами диковинных сортов.

Когда господина аббата не стало, о нем скорбели родственники, монахи и учителя. Никто не понял при жизни его экспериментов и открытий, никто не знал, что этот склонный к полноте человек в очках с цветком фуксии (!) на групповом фото монахов — гений, опередивший свое время.

Сегодня за его письмами и случайно уцелевшими листами из научного архива идет охота (монастырь с неосмотрительного разрешения племянников уничтожил после смерти все его бумаги). Тогда никто не мог и подумать, что Брно будут называть городом Менделя, августинский орден будет гордиться своим монахом, а монастырь Св. Фомы — настоятелем. И уж тем более никто не думал, что открытия этого скромного человека войдут в школьные учебники.

Вероника, Иоганн и Терезия

Так звали детей Антона Менделя, крестьянина из деревни Хейнцендорф (сегодня — Гинчице в Чехии). Семья была чешско-австрийского происхождения: мать, Розина, была из немецкой семьи, отец — чехом. В тех краях, Моравии, немецкие и чешские крестьянские семьи жили рядом и часто заключали браки.

Все Мендели учились в деревенской школе, а в семье Розины был даже школьный учитель — ее дядя. Сам Антон был отличным садовником — он ухаживал за барским садом и научил детей всему огородному делу: полоть сорняки, подвязывать и прививать яблони.

Мендели не жили богато, но и не бедствовали. Старшие дети, Вероника и Иоганн, 1822 года рождения, учились в школе; за учебу родители платили рожью, горохом, салом и яйцами. Первой учиться отдали Веронику: она будет хозяйкой, нужно было уметь считать деньги, читать молитвы и вести списки. В девять в школу пошел Иоганн. Сразу же местный учитель стал чаще заглядывать к Менделям и хвалить мальчика: прилежен, понимает с лета, непременно надо учить дальше.

Семье, чтобы оплачивать его учебу в гимназии, пришлось затянуть пояса. Иоганн не подводил родственников: был первым учеником, получал лучшие рекомендации.

Он приложил все усилия, чтобы найти учеников, бегал по урокам. С трудом сводил концы с концами, недоедал, падал с ног, но гимназию окончил. Первого ученика, крестьянского сына Иоганна Менделя приняли в философские классы при Ольмюцком университете, после которых можно было претендовать на поступление в университет.

Иоганн и Терезия

И тогда Антон Мендель принял важное решение. Он продал свое хозяйство зятю, Алоису Штурму, мужу Вероники. Тот пообещал выплачивать Иоганну 10 флоринов в год. Младшая сестра, 12-летняя Терезия, отказалась от приданого в пользу старшего брата. Мендель-младший никогда не забудет ее жертвы и всю жизнь будет близок с Терезией и ее детьми, а вот к Веронике и ее детям будет относиться очень сдержанно. Благодаря этому Иоганн Мендель вернулся в Ольмюц.

Особенно нравилась ему физика и ее преподаватель патер Фридрих Франц. В физическом классе ставили много опытов, Иоганн увлекся экспериментами, показывавшими давление атмосферы, начал придумывать опыты сам.

В гимназии серьезно учили литературе, Мендель писал стихи. Отрывок из стихотворения о Гутенберге сохранила Терезия.

Зачем был создан человек?

Зачем щепотке праха

Неисповедимо высокое существо

Вы — буквы, отпрыски моих исканий!

В Ольмюце Иоганну все-таки удалось набрать учеников и с помощью 10 флоринов Штурма оплатить учебу и окончить школу. Было понятно, что оплатить университет ему не под силу; нужно было изыскивать источник существования. И Мендель ушел в монастырь — в 1843 году он стал братом Грегором Менделем в августинском братстве Св. Фомы.

Помощь монастыря и внезапный провал

Был ли Мендель религиозен? Биографы его расходятся в оценке этого факта. Большинство склоняется к мысли, что Мендель решился на этот поступок из нужды, движимый страстью к науке, которую мог бы реализовать только в условиях монастырской жизни.

Августинцы были достаточно либеральным орденом. Монахам разрешалось жить в миру, в том числе и в крупных университетских городах. Конечно, приходилось отводить время на молитвы, исповеди, но работой считались преподавание и изучение наук. Монастырь Святого Фомы состоял из братьев на редкость интеллигентных, часто служивших Богу светскими специальностями: учителя, профессора, орденские священники.

Он продолжал самообразование, выбрав в итоге естествознание. Собирал ботанические и минералогические коллекции, прослушал лекции по садоводству и виноградарству. Аббат понимал, что за монах Грегор Мендель, и, когда тому предложили должность преподавателя в гимназии в Цнайме, прелат его благословил, сложив с него обязанности духовника.

Правда, преподавать Менделю дали литературу и математику. Чтобы заниматься физикой, о которой мечтал Мендель, надо было сдать экзамены правительственной комиссии Имперского министерства просвещения. И тут случилось непредвиденное: блестящий ученик провалился.

Ему отказали в преподавании любимых предметов, но разрешили через год сдать повторный экзамен

Мендель выбрал лекции и занятия по физике, ботанике и зоологии с химией и практикум на кафедре математики — по логарифмированию и тригонометрии. После двух лет вольнослушателем попытался повторно сдать экзамены Императорской комиссии, но снова провалился. Поставив крест на дипломе, он вернулся в реальное училище Цнайма, где вел естествознание.

На сцену выходит горох

У себя в монастырской квартире Мендель устроил маленький зверинец: у него жили пойманные на прогулках лисенок и еж, серые и белые мыши. Правда, мышей ему скоро запретили держать.

Много работал в саду: выращивал ананасы, прививал яблони и груши, сажал цветы. История человечества изменилась в тот момент, когда весной 1854 года каноник посеял горох.

В тот момент ботаники считали, что под влиянием ухода за растениями у них могут появляться новые признаки, которые затем передадутся по наследству. Мендель решил изучить проблему изменчивости и наследственности.

По Дарвину, вид меняется, когда накапливается много мелких изменений. Ряд ботаников пытались проверить эту теорию, скрещивая гвоздики — махровые и не махровые, разные сорта дынь.

Мендель выбрал для своих опытов садовый горох Pisum sativum — растение, почти не дающее помесей. Получать гибриды на горохе было нетрудно: вскрыть пинцетом несозревший цветок, оборвать тычинки, а потом нанести нужную пыльцу от другого сорта.

Сорта гороха отличаются неизменными признаками: окраска кожуры зрелых и незрелых зерен, форма горошин, длина оси стебля, расположение и окраска бутонов. Мендель использовал для опытов больше 30 сортов — и до опытов два года проверял чистоту каждого.

Работа выдалась долгой и продлилась восемь лет! Сотни опылений, скрещиваний, десять тысяч гибридов. На каждый Мендель заводил паспорта: когда родительские растения выращены, какие у них были горошины — желтые или зеленые, гладкие или морщинистые, какие цветы, окраска по краям, окраска в центре и т. д.

Их и правда не было. Это был первый в истории масштабный опыт, который давал возможность учесть биологические соотношения количественно. Менделю пригодилось все: и физические опыты в гимназии, и садовые навыки, полученные в родительском доме, и эрудиция, и любовь к математике, и его необыкновенная интуиция ученого.

Менделевское один к трем

Через полвека масштабные эксперименты подтвердят точность его расчетов, но открытое им явление — единообразие признаков у первого поколения — это всеобщий менделевский закон.

Доклад, которого никто не понял

Сам Мендель считал свою работу особенной. Когда в 1865 году он делал доклад брюннскому Обществу естествоиспытателей, то надеялся на признание. Но все прошло в гробовом молчании: слушатели оторопели от статистики и новых терминов. Никто не задал ни одного вопроса.

Ему ответил мюнхенский ботаник Негели. Он просил повторить результаты на другом растении — и по дьявольской случайности предложил ястребинку, растение, которое размножается не половым путем. Из-за этого результаты с горохом не подтвердились.

Менделя не услышали: он был провинциальным монахом, всего-навсего учителем биологии, не окончившим университет

В 1868 году Мендель стал настоятелем монастыря Св. Фомы. Разбогател, купил пони, посетил Рим, представился папе, заседал в банке и филантропических обществах. Отдал в гимназию племянников — сыновей Терезии. А еще вывел новый очень вкусный сорт гороха.

Когда Мендель умер в 1884 году от болезни почек, оказалось, что он опубликовал 13 статей: четыре по биологии, девять по метеорологии. Но все только начиналось.

Спустя 30 лет и не только

Сегодня в школах по всему миру изучают менделевское расщепление и менделевские законы. Его называют отцом генетики и первооткрывателем законов наследственности. Просто возьмите учебник биологии и откройте его — в любой стране мира вы увидите картинку, на которой скрещивают разные сорта гороха (с желтыми и зелеными горошинами), на схеме обязательно объясняется, как именно наследуются признаки. Так что справедливость торжествует: иногда это бывает поздно для человека, но для человечества — всегда вовремя.

Вопрос 1. Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?
Особенности метода Менделя состояли в следующем:
1. Для скрещивания Мендель брал растения, которые отличались по нескольким парам контрастных (альтернативных) признаков (например, цветки у одного растения были белые, у другого — пурпурные; цвет семядолей у одного растения был желтый, у другого — зеленый). В каждом поколении Мендель вел учет отдельно по каждой паре альтернативных признаков, независимо от других пар признаков. В одних случаях он выяснял наследование окраски горошин (желтой или зеленой), в других — их формы (гладкой или морщинистой) и т. д. Г. Мендель использовал чистые линии садового гороха, представляющие собой раз-личные сорта, отличающиеся каким-либо признаком и не смешивающиеся в природных условиях. В ряду поколений Мендель вел количественный учет гибридных растений, которые различались по отдельным признакам. Он вел подсчет потомства, которое появлялось в результате каждого скрещивания. Эта математическая обработка результатов опытов позволила ему выявить закономерности наследования признаков:
2. Мендель применил индивидуальный анализ потомства от каждого растения в ряду поколений. Кроме того, очень удачным оказался выбор объекта исследования — гороха (Рisum sativum). Горох — это самоопыляющееся растение, то есть цветки гороха защищены от попадания посторонней пыльцы; горох имеет несколько пар хорошо выраженных альтернативных признаков (всего Мендель изучил у гороха наследование семи пар признаков).
3. Для получения большой выборки для анализа результатов опытов Мендель скрещивал одновременно не одну пару растений, а несколько родительских пар.

Вопрос 2. Почему для опытов Г. Менделя был удачным выбор гороха?
Горох — это самоопыляющееся растение, то есть цветки гороха защищены от попадания посторонней пыльцы; горох имеет несколько пар хорошо выраженных альтернативных признаков (всего Мендель изучил у гороха наследование семи пар признаков). Горох садовый — растение, не требующее каких-то особых условий выращивания, с коротким периодом созревания, позволяющим собирать урожай несколько раз в году. У гороха множество сортов, отличающихся друг от друга хорошо заметными признаками.

Вопрос 3. Какие гены называются аллельными?
Каждый ген контролирует наследование одного или нескольких признаков. Хромосомы в клетках парные; поэтому каждая клетка содержит по два гена каждого сорта. Поскольку хромосомы расходятся в мейозе и перекомбинируются при оплодотворении, то само собой разумеется, что и гены при этом должны расходиться и перекомбиновываться. Гены в хромосоме расположены в линейной последовательности, следовательно, в каждой паре гомологичных хромосом гены расположены в одинаковом порядке. Гены определённых признаков лежат в определённых местах хромосомы, именуемых локусами. Гены, отвечающие за проявление одного и того же признака (например, окраски семян) и расположенные в одном и том же локусе (участке) гомологичных хромосом, называют аллелъными.

Вопрос 4. Чем гомозиготный организм отличается от гетерозиготного?
Гомозиготные организмы содержат в гомологичных хромосомах два одинаковых аллельных гена. У гетерозиготных организмов аллельные гены различны, например, один определяет появление желтой окраски семян, а другой — зеленой.

Вопрос 5. В чем суть гибридологического метода?
Гибридологический метод, предложенный Грегором Менделем, предусматривает скрещивание родительских пар, отличающихся между собой рядом признаков, и последующий учет соотношений комбинаций этих признаков у потомков.

Вопрос 7. Что такое моногибридное скрещивание?
Моногибридным называют скрещивание родительских пар, отличающихся между собой лишь по одному признаку (окраске цветка, форме семян и т. д.).

Вопрос 8. Какой признак называется доминантным; рецессивным?
Доминантным называют такой признак из пары, который у гибридов подавляет проявление другого.
Рецессивный признак — это признак, подавляемый доминантным.
Одну пару признаков обозначают какой-либо буквой алфавита: доминантный — прописной (А), а рецессивный — строчной (а). Например, при скрещивании формы гороха с семядолями жёлтого цвета с формой гороха с семядолями зелёного цвета все особи в первом поколении будут иметь форму гороха с семядолями жёлтого цвета (Аа).

Вопрос 9. В чем суть правила единообразия гибридов первого поколения? Проиллюстрируйте свой ответ схемой. Исходно зная генотип, можно ли предсказать фенотип?
Гибриды первого поколения, полученные от двух чистых линий (гомозиготных организмов, отличающихся между собой одной парой признаков), оказываются единообразными и имеют признак одного из родителей. Так, гибриды первого поколения от скрещивания гомозиготной карликовой пшеницей с гомозиготной пшеницей нормального роста имели карликовость.
Решение:

Признак	Ген
карликовость нормальный рост	A a

Вопрос 10. Сформулируйте правило расщепления. Нарисуйте схему скрещивания гибридов первого поколения.
При скрещивании между собой гибридов первого поколения (двух гетерозиготных организмов) в потомстве наблюдается расщепление по вариантам анализируемого признака в отношении 3 : 1. То есть во втором поколении, помимо растений с карликовостью (доминантный признак), появляются экземпляры с нормальным ростом (рецессивный признак), их количество составляет 1/4 от общего числа потомков.
Решение:

Признак	Ген
карликовость нормальный рост	A a

При моногибридном скрещивании число классов по фенотипу в F₂ равно 2 (в отношении 3:1), а по генотипу — 3 (в отношении 1:2:1).

Грегор Иоганн Мендель — основоположник учения о наследственности и создатель новой науки — генетики. Он родился в 1822 году в Чехии в бедной крестьянской семье. С ранних лет мальчик страстно желал быть учителем и ученым. Получив образование, исследователь занялся наукой. Его интересовало поистине удивительное проявление наследственности.

Для опытов Мендель выбрал обычный посевной горох. Мендель поставил задачу изучить наследование не целого комплекса, а отдельных, явно различающихся признаков. Он выделил у растения семь четких признаков:

Гладкие или морщинистые семена.
Пазушное или верхушечное расположение цветков.
Красная или белая окраска цветка.
Зеленый или желтый цвет семян и бобов.
Белая или цветная кожура горошин.
Округлая или угловатая форма семян.
Высокое или низкое растение.

Вся экспериментальная работа Менделя с горохом отличалась высокой тщательностью и последовательностью наблюдений. За два года он проверил чистоту 34 сортов.

Менделю удалось доказать, что признаки наследуются независимо друг от друга: окраска цветков никак не влияет на цвет горошин. Ученый рассматривал каждый признак отдельно. После подсчета цветков разного цвета Мендель установил числовое соотношение проявления признаков у потомства: три к одному.

В итоге Мендель был уверен, что выявленные им закономерности распространяются на все живое.

Установленные ученым законы были подтверждены многочисленными исследованиями на разных видах растений и животных. Если бы при скрещивании наследственные признаки родителей не сохранялись в потомстве, а растворялись или смешивались, то невозможен был бы естественный отбор.

ФИОЛЕТОВАЯ МОРКОВЬ

Первоначальный цвет моркови — фиолетовый. Оранжевый корнеплод был выведен в XIV веке в Голландии. Для этого использовали мутацию семян североафриканской желтой моркови. Для получения оранжевого цвета потребовалось около 200 лет.

Работы Менделя были опубликованы при жизни, но не были оценены по достоинству его современниками. Деятели науки того времени не поняли важности и значения открытий великого биолога. Переосмысление работ Менделя пришло только через 16 лет после его смерти.

Читайте также: