Gregor Mendelit peetakse kaasaegse geneetika isaks. Ta oli Austria munk, kes töötas hernetaimedega, et selgitada, kuidas lapsed pärivad oma vanematelt tunnuseid. Tema töö sai aluseks sellele, kuidas teadlased mõistavad pärilikkust, ja teda peetakse laialdaselt geneetika valdkonna teerajajaks.
Hernetaimed ja Mendeli geneetika
Mendeli kuulsates hernetaimede katsetes risttolmles ta tahtlikult ilmselgelt erinevate omadustega hernetaimi, et avastada olulisi asju selle kohta, kuidas järglased pärivad omadusi oma vanematelt.
Eksperimendid
Mendel mõõtis seitse hernetaimede spetsiifilist omadust:
- Sile või kortsus küps seeme
- Kollane või roheline seemnealbumiin
- Lilla või valge lill
- Täispuhutud või kokkutõmbunud küps kaun
- Rohelised või kollased valmimata kaunad
- Lillede aksiaalne või terminaliasend
- Pikk või kääbusvarre pikkus
Mida ta avastas
Ajavahemikus 1856–1863 katsetas Mendel Pisum sativum'i ehk hernetaime liikidega. Tema katsed ajendasid teda tegema kolm üldistust:
- Järglased saavad ig alt vanem alt ühe päriliku teguri. Seda nimetatakse eraldamise seaduseks.
- Erinevatel omadustel on võrdne võimalus koos esineda. Seda nimetatakse sõltumatu sortimendi seaduseks ja tänapäeva teadlased mõistavad, et see on suures osas ebatäpne. Mõned geenid on tegelikult omavahel seotud ja ilmuvad sagedamini koos.
- Järglased pärivad domineeriva tunnuse ja saavad retsessiivse tunnuse pärida ainult siis, kui ta pärib mõlemad retsessiivsed tegurid. Seda nimetatakse domineerimise seaduseks.
Enamik tema aja teadlasi lükkas Mendeli töö tagasi. See võeti laialdaselt vastu alles pärast tema surma. Tema eluajal uskus enamik teadlasi, et järglased pärisid segunemise teel tunnused, see tähendab, et järglased pärisid vanemate tunnuste "keskmise".
Mendeli geneetika demonstreerimine
Mendel olevat testinud üle 28 000 taime, et jõuda järeldusele. Kuigi tema projekti ulatust pole tõenäoliselt realistlik uuesti luua, saate geneetikat uurida taimede abil.
Kes on isa?
Kes on isa on eksperiment, mille käigus õpilased katsetavad taimi, et ennustada jälgitavaid tunnuseid. Saate katse uuesti luua, kasutades Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) – mis on spetsiaalselt loodud selleks, et õpilased saaksid neid geneetika uurimiseks kasutada. Samuti kasvavad nad kiiremini – täielik elutsükkel kestab 28-30 päeva. Selle katse lõpuleviimiseks kulub ligikaudu kuus nädalat igapäevast vaatlust. See sobib kõige paremini vanematele õpilastele keskkoolis või keskkoolis, kes õpivad geneetikat.
Materjalid
- Wisconsin Fast Plants® seeme, mittelilla vars, karvutu (200 tk.)
- Wisconsin Fast Plants® seeme, kollakasroheline leht (200 tk.)
- Wisconsin Fast Plants® seeme, mittelilla vars, kollakasroheline leht (200 tk.)
- Potisegu
- Aeglaselt eralduvad väetisegraanulid
- Isetehtud luminofoorvalgustisüsteem või ostetud valgustussüsteem
- Isetehtud kasvatussüsteem (alternatiivselt saab osta kastmissüsteemi)
- Taimede sildid
- Panused ja lipsud
- Q-näpunäited või mesilasepulgad (teil on vaja vaid mõnda)
Juhised
- Ehitage esm alt oma valgustus- ja kastmissüsteemid. Wisconsin Fast Plants® vajab pidevat fluorestsentsvalgust ning pidevat väetise ja veevarustust. Saate luua nendest omatehtud versioonid või osta Carolina Biological kaudu valmiskomplekte. Mõlemad valikud on ülalpool materjalide loendis lingitud.
- Istuta seemned (kõiki ära kasutama ei pea) vastav alt kasvatusjuhendile. Alustuseks võiksite istutada mittelillade kollakasroheliste lehtedega seemneid (seda nimetatakse esimese põlvkonna järglasteks või O1-ks). Istutage ka mittelilla varrega karvadeta seemned. (Need seemned on emaseemned, millele viidatakse kui P1). Märgistage kindlasti, kumb on kumb!
- Umbes nelja kuni seitsme päeva pärast peaksid teie taimed kasvama. Jälgige mõlema taimede varre ja lehtede värvust ning märkige oma tähelepanekud oma laborimärkmikusse. Parim viis oma tähelepanekute kvantifitseerimiseks on fenotüüpide loendamine (loendage mittelillade vartega taimede arv, kollakasroheliste lehtedega taimede arv jne).)
- Emataimed visake ära, aga järglased säilitage.
- Kirjutage hüpotees selle kohta, kuidas järglased taimed oma jälgitavad geneetilised tunnused pärisid. Näiteks kui märkate, et enamikul teie järglastel on mittelillad varred, vaid kollased lehed, võite määrata need domineerivateks tunnusteks. Kui märkate, et mõnel teie järglastel on lillad varred ja rohelised lehed, võite eeldada, et need on retsessiivsed tunnused. Looge oma tähelepanekute põhjal kontrollitav hüpotees. Proovige oma hüpoteesi põhjal ära arvata isataime varre ja lehtede värvi.
- Vaheldage taimi mesilasepulga või Q-otsa abil. Selleks vahetage õrn alt mesilaspulk ühel taimel, tagades, et taimel on õietolmu, ja seejärel jagage seda teise taimega. Tehke seda mitu korda veendumaks, et iga taim saab õietolmu mitmelt teiselt taimelt, millel on nii sarnased kui ka erinev alt vaadeldavad tunnused. Tehke seda üks kord päevas kolme päeva jooksul.
- Kui kolm päeva on möödas, lõigake ära kõik tolmeldamata õiepungad.
- Lõpetage taimede kastmine ja laske neil ära kuivada.
- Korjake seemned ja istutage need ümber, alustades sisuliselt protsessi uuesti. Need seemned on teise põlvkonna järglased ehk O2.
- Tehke tähelepanekuid järgmise põlvkonna taimede varre ja lehtede värvi kohta. Kas arvate, et teie hüpotees oli õige?
- Istuta kollakasrohelised leheseemned. Neid nimetatakse isaks või P2-ks.
- Mõne päeva pärast jälgige P2 taimede varre ja lehtede värvust. Kas teie tähelepanekud toetavad teie hüpoteesi?
Videojuhised
See video näitab, kuidas teha geneetikalaboreid ja aitab teil oma taimede geneetika uurimise protseduuriga hakkama saada.
Online Labs
Väärib märkimist, et kui herneste kasvatamine ja omatehtud seadmete valmistamine on natuke rohkem, kui olete nõus, on Internetis mõned suurepärased interaktiivsed laborid.
Mendeli herned
See veebilabor on Mendeli hernekatsete koopia. Laboris on käepärane menüü, nii et saate enne millegi tegemist laborit uurida. Labor viib teid läbi erinevate sammude, sealhulgas herneste istutamise, nende omaduste jälgimise ja seejärel esimeste kasvatatud taimede risttolmlemise. Just seda Mendel tegigi, et õpilased saaksid tunda tüütut protsessi, mille ta läbis, et oma tähelepanekuid esitada.
hernesupp
Kuigi graafiliselt pole see nii põnev, on hernesupp veel üks veebipõhine valik, mis aitab õpilastel jälgida hernetaimede kahte tunnust. Alustamiseks klõpsake nuppu "Alusta katset". Seejärel suunatakse teid lehele, kus saate valida, kas paaritada kahte erinevat hernest. Nende genotüübid on teie jaoks kirjutatud. Seejärel kuvatakse lehel kõik teie valitud vanemate jaoks saadaolevad valikud. Leht liigub kiiresti ja kui te kõike üles ei kirjuta, võite sellest ilma jääda.
MIT's STAR Genetics
MITi STAR Genetics labor on allalaaditav "mäng", kus õpilased saavad segada ja sobitada erinevate liikide, sealhulgas hernetaimede, puuviljakärbeste ja isegi lehmade genotüüpe. Programm sobib kõige paremini keskkooliõpilastele, kellel on tugev arusaam bioloogiast.
Geneetika on lõbus
Ükskõik, kas uurite hernetaimi või äädikakärbseid või lähete lihts alt koju ja jälgite oma vanemate omadusi ja proovite välja mõelda, kuidas teie omad said, võib geneetika õppimine olla väga lõbus. Kuigi kaasaegne geneetika tuvastab mõned asjad, mida Mendel eksis, kehtivad tema teooriad endiselt juhul, kui tunnused ei ole seotud ega muude tegurite mõjul.