Генетические эксперименты Г. Менделя. Гибридологический метод. Реферат опыты менделя и современное понимание наследственности Опыты грегора менделя
Грегор Мендель, горох и теория вероятностей
Фундаментальная работа Грегора Менделя, посвященная наследованию признаков у растений «Опыты над растительными гибридами», увидела свет в 1865 г., но фактически осталась незамеченной. Его труд был оценен биологами только в начале XX в., когда законы Менделя были переоткрыты. Выводы Менделя не оказали влияния на развитие современной ему науки: эволюционисты не использовали их в построениях своих теорий. Почему же именно Менделя мы считаем основоположником учения о наследственности? Только ли для соблюдения исторической справедливости?
Чтобы разобраться в этом, проследим ход его экспериментов.
Явление наследственности (передачи признаков от родителей потомкам) известно с незапамятных времен. Ни для кого не секрет, что дети похожи на родителей. Знал это и Грегор Мендель. А если дети не похожи на родителей? Ведь известны случаи рождения голубоглазого ребенка от кареглазых родителей! Велик соблазн объяснить это супружеской неверностью, но, например, опыты с искусственным опылением растений показывают, что потомки первого поколения могут быть непохожи ни на одного из родителей. А тут уж точно все честно. Следовательно, признаки потомков не являются просто суммой признаков их родителей. Что же получается? Дети могут быть какими угодно? Тоже нет. Так существует ли вообще какая-нибудь закономерность в наследовании? И можем ли мы предсказать совокупность признаков (фенотип) потомков, зная фенотипы родителей?
Подобные рассуждения и привели Менделя к постановке проблемы исследований. А если поставлена проблема, можно перейти к ее решению. Только как? Каков должен быть метод? Придумать метод – вот с этим Мендель блистательно справился.
Естественное желание ученого при исследовании какого-либо явления – обнаружить закономерность. Мендель решил пронаблюдать интересующее его явление – наследственность – у гороха.
Надо сказать, что горох был выбран Менделем не случайно. Вид Pisum sativum L . очень удобен для изучения наследственности. Во-первых, его легко выращивать и весь жизненный цикл проходит быстро. Во-вторых, он склонен к самоопылению, а без самоопыления, как увидим далее, опыты Менделя были бы невозможны.
Но на что, собственно, нужно обращать внимание при наблюдениях, чтобы выявить закономерность и не заблудиться в хаосе данных?
В первую очередь, признак, наследование которого наблюдается, должен четко различаться визуально. Проще всего взять признак, который проявляется в двух вариантах. Мендель выбрал окраску семядолей. Семядоли у семян гороха могут быть либо зеленые, либо желтые. Такие проявления признака хорошо различимы и четко делят все семена на две группы.
Опыты Менделя: а – желтые и зеленые семена гороха; б – гладкие и морщинистые семена гороха
Кроме того, нужно быть уверенным, что наблюдаемая картина наследования является следствием скрещивания растений с разными проявлениями выбранного признака, а не вызвана какими-то другими обстоятельствами (откуда, строго говоря, он мог знать, что цвет семядолей не зависит, например, от температуры, при которой горох рос?). Как этого добиться?
Мендель вырастил две линии гороха, в одной из которых появлялись только зеленые семена, а в другой – только желтые. Причем на протяжении многих поколений в этих линиях картина наследования не изменялась. В таких случаях (когда в ряде поколений отсутствует изменчивость) говорят, что использована чистая линия.
Растения гороха, на которых ставил опыты Г.Мендель
Всех факторов, влияющих на наследственность, Мендель не знал, поэтому сделал нестандартный логический ход. Он изучил, какие результаты дает скрещивание между собой растений с семядолями одного цвета (в данном случае потомки – точная копия родителей). После этого он провел скрещивание растений с семядолями разных цветов (у одного – зеленые, у другого – желтые), но в тех же условиях. Это дало ему основания утверждать, что различия, которые проявятся в картине наследования, вызваны различными фенотипами родителей при этих двух скрещиваниях, а не каким-либо другим фактором.
Вот какие результаты получил Мендель.
У потомков первого поколения от
скрещивания растений с желтыми и зелеными
семядолями наблюдалось только одно из двух
альтернативных проявлений признака – все семена
получились с зелеными семядолями. Такое
проявление признака, когда наблюдается
преимущественно один из вариантов, Мендель
назвал доминантным (альтернативное проявление,
соответственно, рецессивным), а результат этот
получил название закона единообразия
гибридов первого поколения
, или первого
закона Менделя
.
Во втором поколении, полученном с
помощью самоопыления, появились семена как с
зелеными, так и с желтыми семядолями, причем в
соотношении 3:1.
Это соотношение носит название закона
расщепления
, или второго закона Менделя
.
Но эксперимент не кончается получением
результатов. Существует еще такой важный этап,
как их интерпретация, т. е. осмысление полученных
результатов с точки зрения уже накопленных
знаний.
Что же знал о механизмах наследования Мендель? Да ничего. Во времена Менделя (середина XIX в.) еще не знали никаких генов и хромосом. Даже идея о клеточном строении всего живого не была еще общепризнанной. Например, многие ученые (в том числе и Дарвин) считали, что наследуемые проявления признаков составляют непрерывный ряд. Это значит, например, что при скрещивании красного мака с желтым потомство должно быть оранжевым.
Мендель в принципе не мог знать биологической природы наследования. Что же дали его опыты? На качественном уровне получается, что потомки действительно бывают какие угодно и никакой закономерности нет. А на количественном? И о чем в данном случае может вообще говорить количественная оценка результатов опыта?
К счастью для науки, Грегор Мендель был не просто любознательным чешским монахом. В юности его очень интересовала физика, он получил хорошее физическое образование. Мендель изучал также и математику, в том числе и начала теории вероятностей, разработанной Блезом Паскалем в середине XVII в. (При чем тут теория вероятностей станет ясно ниже.)
Мемориальная бронзовая доска, посвященная Г.Менделю, открытая в г. Брно в 1910 г.
Как же интерпретировал свои
результаты Мендель? Он вполне логично
предположил, что существует некая реальная
субстанция (он назвал ее наследственным
фактором), определяющая цвет семядолей. Допустим,
наличие наследственного фактора А
определяет зеленый цвет семядолей, а наличие
наследственного фактора а
– желтый.
Тогда, естественно, растения с зелеными
семядолями содержат и передают по наследству
фактор А
, а с желтыми – фактор а
.
Но почему же тогда среди потомков растений с
зелеными семядолями встречаются растения с
желтыми семядолями?
Мендель предположил, что каждое растение несет
по паре наследственных факторов, отвечающих за
данный признак. Причем при наличии фактора А
фактор а
уже не проявляется (зеленая
окраска доминирует над желтой).
Надо сказать, что после замечательных работ
Карла Линнея европейские ученые
достаточно хорошо представляли процесс полового
размножения у растений. В частности, было
понятно, что в дочерний организм переходит что-то
от матери, а что-то от отца. Не понятно было
только, что и как.
Мендель предположил, что при размножении
наследственные факторы материнского и
отцовского организмов комбинируются между собой
как попало, но таким образом, что в дочерний
организм попадает один фактор от отца, а другой
от матери. Это, прямо скажем, довольно смелое
предположение, и любой скептически настроенный
ученый (а ученый обязан быть скептиком),
поинтересуется почему, собственно, Мендель
построил на этом свою теорию.
Здесь и выходит на авансцену теория
вероятностей. Если наследственные факторы
комбинируются между собой как попало, т.е.
независимо, то одинакова вероятность попадания в
дочерний организм каждого фактора от матери или
от отца?
Соответственно, по теореме умножения,
вероятность формирования в дочернем организме
конкретной комбинации факторов равна: 1/2 х1/2 = 1/4.
Очевидно, возможны комбинации АА
, Аа
, аА
,
аа
. С какой же частотой они проявляются? Это
зависит от того, в каком соотношении факторы А
и а
представлены у родителей. Рассмотрим
с этих позиций ход опыта.
Сначала Мендель взял две линии гороха. В одной из
них желтые семядоли не появлялись ни при каких
обстоятельствах. Значит фактор а
в ней
отсутствовал, и все растения несли комбинацию АА
(в случаях, когда организм несет два одинаковых
аллеля, он называется гомозиготным
).
Точно так же все растения второй линии несли
комбинацию аа
.
Что же происходит при скрещивании? От одного из
родителей с вероятностью 1 приходит фактор А
,
а от другого с вероятностью 1 – фактор а
.
Далее они с вероятностью 1х1=1 дают комбинацию Аа
(организм, несущий разные аллели одного гена,
называется гетерозиготным
). Это отлично
объясняет закон единообразия гибридов первого
поколения. Все они имеют зеленые семядоли.
При самоопылении от каждого из родителей первого
поколения с вероятностью 1/2 (предположительно)
приходит либо фактор А
, либо фактор а
.
Это означает, что все комбинации будут
равновероятны. Какова же должна быть в данном
случае доля потомков с желтыми семядолями?
Очевидно, одна четверть. Но это и есть результат
опыта Менделя: расщепление по фенотипу 3:1!
Следовательно, предположение о равновероятных
исходах при самоопылении было верным!
Теория, предложенная Менделем для объяснения
явлений наследственности, базируется на строгих
математических выкладках и носит
фундаментальный характер. Можно даже сказать,
что по степени строгости законы Менделя больше
похожи на законы математики, чем биологии. Долгое
время (да и до сих пор) развитие генетики состояло
в проверке приложимости этих законов к тому или
иному конкретному случаю.
Задачи
1. У тыквы белая окраска плодов доминирует над желтой.
А. Родительские растения гомозиготны и
имели белые и желтые плоды. Какие плоды получатся
от скрещивания гибрида первого поколения с его
белым родителем? А с желтым родителем?
Б. При скрещивании белой тыквы с желтой получено
потомство, половина которого имеет белые плоды, а
половина – желтые. Каковы генотипы родителей?
В. Можно ли получить желтые плоды при скрещивании
белой тыквы и ее белого потомка из предыдущего
вопроса?
Г. Скрещивание белой и желтой тыкв дало только
белые плоды. Какое потомство дадут две такие
белые тыквы при скрещивании между собой?
2. Черные самки двух разных групп мышей были скрещены с коричневыми самцами. От первой группы было получено 50% черных и 50% коричневых мышат. От второй группы получено 100% черных мышат. Объясните результаты опытов.
3. . Мистер Браун купил у мистера Смита черного быка для своего черного стада. Увы, среди 22 родившихся телят 5 оказались рыжими. Мистер Браун предъявил претензии мистеру Смиту. «Да, мой бык подкачал, – сказал мистер Смит, – но он виноват только наполовину. Половину вины несут Ваши коровы». «Вздор!, – возмутился мистер Браун, – мои коровы ни при чем!» Кто прав в этом споре?
Здесь речь идет о работе Линнея «Sexum Plantarum» («Пол у растений»), посвященной половому размножению растений. Эта работа, изданная в 1760 г., описывала процесс размножения настолько подробно, что долгое время была запрещена в Петербургском университете как безнравственная.
1 этап. Организационный.
Здравствуйте, ребята. Присаживайтесь. Мы начинаем урок биологии. Проверьте вашу готовность к уроку.
2этап. Постановка задач урока.
Какие задачи нам предстоит сегодня решить?
(повторить основные генетические понятия, законы Менделя о наследовании признаков,
Развивать внимание, память, логическое мышление.
Воспитывать интерес к предмету, эстетическое воспитание.
3 этап. Проверка домашнего задания.
Какое д/з было вам задано?
Повторить основные понятия генетики, законы Менделя, представить в виде презентации свое домашнее задание.
Вы, ребята, вспомнили основные положения работ Грегора Менделя, а теперь проверим, насколько хорошо вы это усвоили и запомнили материал. Перед вами тест по домашней работе.
1. Грегор Мендель на начальном этапе эксперимента использовал в качестве родительских растений гороха
А) чистые линии.
Б) гетерозиготные особи
В) гомозиготные особи по рецессивному гену.
Г) одну гетерозиготную, а другую – гомозиготную особь по рецессивному гену.
2. В экспериментах Г. Менделя гомозиготными особями с обоими рецессивными признаками были растения гороха с семенами.
А) желтыми и морщинистыми.
Б) желтыми и гладкими.
В) зелеными и морщинистыми.
Г) зелеными и гладкими.
3. Моногибридное скрещивание – это получение
А) первого поколения гибридов.
Б) стабильных гибридов.
В) гибридов, родители которых отличаются друг от друга по одному признаку.
Г) ни один ответ не верен.
4. В соответствии с законом Г. Менделя расщепление признаков у гибридов наблюдается
А) в первом поколении.
Б) во втором поколении.
В) в третьем поколении.
Г) в четвертом поколении.
5. Закон независимого распределения Менделя выполняется только тогда, когда
А) гены разных аллелей находятся в одних и тех же хромосомах.
Б) гены разных аллелей находятся в разных хромосомах.
В) аллели рецессивны,
Г) аллели доминантны.
6. при дигибридном скрещивании число классов по фенотипу во втором поколении равно
Г) ни один ответ не верен.
7. при дигибридном скрещивании число классов по генотипу равно
Г) ни один ответ не верен.
8. При фенотипе семени гороха: желтое и гладкое (оба признака доминантны) число генотипов равно
КЛЮЧ К ТЕСТУ: (на слайде)
Самопроверка.
4этап. Побуждение учащихся к усвоению новых знаний.
Мы уже кое-что знаем о генах, наследственности и изменчивости, но сегодня нам предстоит узнать еще больше.(слайд стемой и целью)
Итак, тема урока: ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ».
Цель: познакомиться с основными положениями хромосомной теории наследственности Томаса Моргана; обосновать необходимость этих знаний в повседневной жизни.
5этап. Ознакомление с новым материалом.
В середине 19 века, когда Г. Мендель проводил свои эксперименты и формулировал закономерности, научных знаний было еще недостаточно для понимания механизмов наследования. Именно поэтому в течение долгих лет работы Менделя были невостребованными.
В начале 20века были открыты митоз и мейоз, заново переоткрыты законы Менделя, исследователи Германии и США предполагали, что наследственные факторы расположены в хромосомах.
1906г. Реджиналд Пеннет впервые описал нарушение менделеевского закона независимого наследования двух признаков. Провел опыт дигибридного скрещивания растений душистого горошка, отличающихся по окраске цветков и форме пыльцы, во втором поколении Пеннет не получил ожидаемого расщепления 9:3:3:1. гибриды F2 имели только родительские фенотипы в соотношении 3:1, т. е. перераспределения признаков не произошло.
Постепенно противоречия накапливались. Возникал вопрос, а как именно расположены гены в хромосомах? Ведь число признаков, а следовательно и генов, отвечающих за разные признаки больше, нежели самих хромосом.
Как же наследуются гены, расположенные в одной хромосоме?
Презентация про хромосомы.
На эти вопросы смогла ответить группа американских ученых, возглавляемая Томасом Морганом, они установили, что гены, находящиеся в одной хромосоме, наследуются совместно, т.е. сцеплено. Это явление получило название закона Моргана.
Группы генов, расположенные в одной хромосоме, были названы группой сцепления.
1911г. – создание хромосомной теории наследственности.
Основные положения:
Единица наследственности – ген, который представляет собой участок хромосомы.
Гены расположены в хромосомах в строго определенных местах (локусах), причем аллельные гены (отвечающие за развитие одного признака) расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом.
Гены расположены в хромосомах в линейном порядке, т. е.друг с другом.
Презентация.
В некоторых случаях скрещивания было обнаружено нарушение сцепления. Найдите об этом сведения в учебнике на странице 153. кратко пометьте себе в тетрадь об этом.
Один из учеников зачитывает, что записал.
Найдите, что такое генетические карты? Работаем в тетради аналогично.
6этап. Закрепление изученного материала.
Перед вами рабочий лист. Вам необходимо постараться вспомнить о чем говорили, что записывали и по возможности заполнить рабочий лист в течении трех минут. Дальше проверим, что вы запомнили и оформляем рабочий лист с помощью учебника.
Рабочий лист.
1. В каком веке были открыты митоз и мейоз, и переоткрыты законы Менделя?
______________________________________________________________________________
2. В 1906г. Р. Пеннет впервые__________________________________________________________________
3. Т. Морган и его группа проводили исследования на __________________________________________________________________________
и установили, что гены _____________________________________________________________________________________________________________________.
4.Это явление получило название _____________________________________________________________________________________________________________________.
5.группа сцепления – это______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .
6.У человека ____пары хромосом и, следовательно, ____группы сцепления, у гороха____пар хромосом, и, следовательно, __группы сцепления.
7.Итогом работы Т. моргана явилось создание______________________________________________________________________
8. основные положения теории.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8.нарушения сцепления ____________________________________________________________________________________________________________________
9. генетические карты_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
ТЕСТ НА ЗАКРЕПЛЕНИЕ.
1. Т. Морган создал хромосомную теорию наследственности в
А) 1902году.
2. Моргана касается
А)дигибридного скрещивания.
Б) чистоты гамет.
В) неполного доминирования.
Г) сцепления генов.
3.ген, который представляет собой участок хромосомы – это
А) единица наследственности.
Б) единица изменчивости.
4Схема взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления, т. е. в одной хромосоме, это –
А)нарушение сцепления,
Б) генетическая карта.
7 этап. Обобщение.
Блиц-опрос «Ты –мне, я – тебе».
Перед вами карточка с десятью вопросами. Вы по очереди задаете их друг другу по 5вопросов.
1. Сформулируйте первый закон Менделя.
2. В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки?
3. сформулируйте второй закон Менделя.
4. что такое мутации?
5. что такое генетика?
6. сформулируйте третий закон Менделя.
7. Сформулируйте закон Моргана.
8. В чем сущность наследования, сцепленного с полом?
9. что такое генотип?
10. что такое фенотип?.
Оценка в оценочный лист.
С какой темой познакомились на уроке?
Какие цели ставили? Смогли добиться этих целей?
Насколько важно знать особенности наследования для человечества?
Ответ на этот вопрос постараемся дать, посмотрев презентацию.
Презентация «наследственные заболевания».
На знании закономерностей хромосомных перестроек основывается изучение наследственных заболеваний человека.
Х. т.н. в настоящее время развивается в направлении углубления знаний об универсальных носителях наследственной информации – молекулах ДНК.
Х. т.н., объясняя закономерности наследования признаков у животных и растительных организмов, играет важную роль в сельско-хозяйственной науке и практике. Она вооружает селекционеров методами выведения пород животных и сортов растений с заданными свойствами. Некоторые положения х. т.н. позволяют более рационально вести с\х производство.
Домашнее задание. Стр.150-153.
Решить задачи с карточки.
Задача №1. Иск в суд.
Женщина с группой крови ВВ возбудила дело о взыскании алиментов против мужчины с первой группой крови, утверждая, что он отец ее ребенка, т. к. и у него первая группа крови. Какое решение должен вынести суд?
Задача №2. Розовая мечта.
Ольге очень нравятся голубые глаза, но она, ее родители и родственники всегда имели только карие глаза. Поэтому она решила, во что бы то ни стало выйти замуж за голубоглазого мужчину, чтобы у ее ребенка были голубые глаза. Выполнима ли мечта девушки?
Задача №3. Детский вопрос.
Таня и Аня однояйцовые сестры-близнецы, а Толя и Коля - однояйцовые братья-близнецы (дети других родителей). Толя женится на Тане, а Коля на Ане. В обеих семьях рождаются сыновья. Интересно, будут ли мальчики похожи друг на друга так же как однояйцовые братья-близнецы?
Задача №4. Жалоба.
Время от времени в газеты приходят письма от женщин с жалобами на мужей, которые их упрекают за то, что вместо сыновей у них рождаются дочери. Справедливы ли их упреки?
Задача №5. Семейная тайна.
После свадьбы молодой супруге “доброжелатели” открыли семейную тайну ее мужа. Оказалось, что и ее мужу и его братьям, и их отцу в раннем детстве была сделана операция по ликвидации синдактилии (врожденного сращивания указательного и среднего пальцев на правой руке). Будущая мама обратилась за советом к медикам. Какова вероятность рождения у нее ребенка с такой патологией?
Задача №6. Ошибка режиссера.
В фильме “Не валяй дурака” у белой женщины, отец которой был негр, и белого мужчины родился черный ребенок. Возможно ли это?
Задача №7. Чья наследственность?
Отец и сын – дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал недостаток зрения от отца?
Задача №8 Плутовство.
За последние 20 лет эту процедуру в России прошли 12 тысяч спортсменов и сняты с соревнований 16 человек. В спортивных состязаниях отдельные мужчины пытаются выиграть у женщин, перевоплощаясь в женское обличье. Оказывается такое плутовство возможно. Предположите способ определения пола, который бы исключал любые ошибки.
Рекламный ролик зубной пасты компании “Колгейт” красочно описывал чудодейственное свойство по отбеливанию зубов. Увидев ролик, Николай накупил зубной пасты и добросовестно чистил зубы два раза в день длительное время. Однако эффект отбеливания не проявлялся. Разозленный Николай подал иск в суд на компанию за шарлатанство. В ответ, чтобы себя защитить, компания обратилась в медико-генетическую консультацию. Почему?
Задача №10.
В родильном доме перепутали двух детей. Родители одного из них имеют 1 и 2 группы крови, родители другого 2 и 4 группы крови. Дети имеют 1 и 2 группы крови. Определите где чей ребенок.
Задача №1 . Иск в суд.
Отказать, т. к. у женщины с группой крови ВВ и мужчины с первой группой крови не может быть ребенок с первой группой крови, это обман.
Задача №2. Розовая мечта.
Мечта выполнима только во втором поколении (у внуков) при условии, что ее ребенок женится или выйдет замуж за человека с голубыми глазами.
Задача№3 Детский вопрос.
Теоретически, мальчики могут быть похожи как близнецы, если их родители гомозиготны по всем без исключения признакам, практически невозможно, так как по многим признакам человек гетерозиготен.
Задача №4 Жалоба.
Нет, так как пол ребенка зависит от типа сперматозоида, оплодотворившего яйцеклетку.
Задача №5 Семейная тайна.
Все мальчики данной семьи будут наследовать данный признак, так как он сцеплен с Y - хромосомой.
Задача №6 Ошибка режиссера.
Женщина, у которой черный отец не может быть белой по цвету кожи (АаВв – средний мулат), и тем более у нее не может родиться ребенок с черной кожей от белого мужчины.
Задача №7 Чья наследственность?
Нет, так как данный признак сцеплен с Х хромосомой, а ее сын получает только от матери, значит, мать является носителем дальтонизма в данной семье.
Задача №8 Плутовство.
Необходимо взять пробу клеток полости рта и проверить соответствие половых хромосом, Х и У хромосому хирургическим путем изменить нельзя.
Существует 2 причины потемнения зубной эмали: неправильный уход и признак потемнения зубов сцепленный с Х хромосомой. Если причина вторая, то компания иск в суде выигрывает.
Задача №10 .
Родители с 1 и 2 группой крови – могут иметь ребенка с 1 группой, а родители с 2 и 4 группой - соответственно с 2 группой крови.
генетики . Объектом для экспериментов был выбран огородный горох, так как существует множество его сортов, чётко различающихся по ряду признаков; растения легко выращивать и скрещивать. Успех Менделя объясняется тщательным планированием и аккуратным проведением экспериментов, а также наличие большого количества опытов, позволявших получить статистически достоверные сведения.
Для своих первых опытов Мендель выбирал растения, чётко различающиеся по какой-либо паре признаков, например, по расположению цветов («пазушные» или «верхушечные»). Выращивая растения каждого типа на протяжении нескольких поколений, Мендель убедился в их пригодности для проведения эксперимента. Мендель проводил скрещивание – опылял растения одного типа пыльцой растений другого типа. Ряд предосторожностей (например, удаление тычинок у цветков, которые впоследствии опылялись, и надевание колпачков на цветы, чтобы избежать дополнительного опыления со стороны других растений) позволили получить достоверные результаты. Во всех случаях из семян, собранных с этих гибридов, вырастали растения с пазушными цветками. Признак «пазушные цветки», наблюдаемый у гибридов первого поколения, был назван доминантным , признак «верхушечные цветки» – рецессивным .
Далее растениям первого гибридного поколения была предоставлена возможность самоопылиться. Во втором гибридном поколении у части растений образовались пазушные цветки, а у другой части – верхушечные. Мендель предположил, что признак «верхушечные цветки» присутствовал и в первом поколении, но в скрытом виде. Во всех подобных опытах, проведённых с какой-либо парой признаков, примерно три четверти гибридов второго поколения обладали признаком, проявлявшимся и в первом поколении гибридов (его назвали доминантным ), а четверть потомства второго поколения обладала признаком, не проявившимся у гибридов первого поколения ( рецессивным ). Важно, что чем больше опытов было поставлено, тем ближе был полученный результат к отношению 3: 1.
На основании этой серии опытов были сделаны следующие выводы:
У родительских растений было по два одинаковых «фактора» (например, «пазушные цветки» либо «верхушечные цветки»).
Гибриды первого поколения получили по одному фактору от каждого родителя, причём эти факторы не слились, а сохранили свою индивидуальность.
Таким образом, был сформулирован закон расщепления ( первый закон Менделя ).
Итак, каждый признак организма контролируется парой вариантов гена (или, как говорят, порой аллелей ). Если в генотипе организма имеются аллели обоих типов, то один из них (доминантный) будет проявляться, полностью подавляя другой (рецессивный). При мейозе каждая пара аллелей расщепляется, и с каждой гаметой как дискретная, не изменяющаяся величина, может передаваться только один аллель. Передача генов потомкам находится в полном соответствии с теорией вероятности. Вероятность того, что гамета, полученная от гибрида первого поколения, будет нести доминантный аллель, равна 1/2. Вероятность каждой из четырёх комбинаций при оплодотворении составит 1/4; из них три комбинации будут содержать доминантный аллель и приведут к появлению особей с доминантным признаком. Первая из этих комбинаций содержит исключительно доминантные аллели – AA (говорят, что она гомозиготна по доминантному аллелю), а две другие содержат по одному доминантному и одному рецессивному аллелю – Aa (гетерозиготны). В четвёртой комбинации будут содержаться только рецессивные аллели; они будут соответствовать потомству с рецессивным признаком (то есть будут гомозиготны по рецессивному аллелю).
Гомозиготные особи при последующем самоопылении не расщепляются (дают единобразное потомство). В потомстве самоопыляющихся гетерозиготных особей наблюдается расщепление по внешним признакам в том же соотношении 3: 1.
Ген обычно обозначается первой буквой, с которой начинается название доминантного аллеля этого гена (например, A). При этом доминантный аллель обозначается прописной буквой (A), а рецессивный – строчной (a).
Гибрид первого поколения в описанных опытах гетерозиготен по своему генотипу, но обладает доминантным фенотипом (то есть имеет доминантный признак). Во втором поколении особи с доминантным фенотипом могут обладать как гомозиготным, так и гетерозиготным генотипом. Чтобы выяснить генотип гибрида второго поколения за одно скрещивание, необходимо произвести возвратное ( анализирующее ) скрещивание с особью, гомозиготной по рецессивному аллелю изучаемого гена. Если у всех потомков от этого скрещивания проявится доминантный фенотип, то особь с определяемым генотипом была гомозиготна по доминантному признаку. Если же появятся особи как с доминантными, так и рецессивными признаками (в примерном соотношении 1:1), то изучаемая особь была гетерозиготна.
В описанных опытах проводилось моногибридное скрещивание – брались особи, различавшиеся только по одному признаку. В дальнейшем Мендель перешёл к изучению дигибридного скрещивания , когда по той же методике ставились опыты над чистосортными (гомозиготными) особями, различающимися по двум признакам (например, жёлтые и зелёные семена, морщинистые и гладкие семена). В результате, во втором поколении могли получиться особи с семенами четырёх типов: жёлтые и гладкие, жёлтые и морщинистые, зелёные и гладкие, зелёные и морщинистые. Соотношение разных фенотипов во втором поколении составило примерно 9: 3: 3: 1. При этом для каждой пары признаков приближённо выполнялось соотношение 3: 1. На основании этого Мендель вывел принцип независимого распределения ( второй закон Менделя ).
Схему дигибридного скрещивания удобно записывать в специальной таблице – так называемой решётке Пеннета ; при этом количество возможных ошибок при определении генотипа потомства сводится к минимуму. Все генотипы мужских гамет вносятся в заголовки вертикальных столбцов, а все генотипы женских гамет – в заголовки горизонтальных. Если вернуться к примеру с семенами гороха, то можно выяснить, что вероятность появления во втором поколении особей с гладкими семенами (доминантный аллель) равняется 3/4, с морщинистыми семенами – 1/4 (рецессивный аллель), с жёлтыми семенами – 3/4 (доминантный аллель) и с зелёными семенами – 1/4 (рецессивный аллель). Таким образом, вероятности сочетания аллелей в генотипе равны.
Грегор Мендель. Биография Менделя. Опыты Менделя. Законы Менделя.
Грегор Ян (Иоганн) Мендель 1822–1884 гг.
Грегор Ян (Иоганн) Мендель родился 22 июля 1822 г. в чешской деревушке Нинчице в семье бедного крестьянина. Местную школу он окончил в одиннадцатилетнем возрасте, после чего поступил в Опавскую гимназию. Мендель с юности отличался выдающимися способностями к математике, интересовался жизнью природы, вел наблюдения за садовыми цветами и пчелами в отцовском саду.
В 1840 г. он поступил на философский факультет университета в Оломоуце, но семейные неурядицы и болезнь помешали Менделю закончить образование. В 1843 г. он постригся в монахи и в августианском монастыре города Брно получил новое имя – Грегор.
Сразу же после посвящения Мендель стал изучать теологию и посещать лекции по сельскому хозяйству, шелкоразведению и виноградарству. Начиная с 1848 г., он стал преподавать латинский, греческий, немецкий языки и математику в гимназии города Знойно. В 1851–1853 гг. Мендель слушал лекции по естествознанию в Венском университете. Через несколько лет он стал настоятелем монастыря и получил возможность вести свои знаменитые опыты по гибридизации гороха (1856–1863 гг.) в монастырском саду. Мендель был первым биологом, начавшим систематические исследования наследственных свойств у растений по методу гибридизации.
После семилетних экспериментов Мендель доказал, что каждая из 22 разновидностей гороха при скрещивании сохраняет свои индивидуальные свойства. При этом он точно определил свойства, по которым следует различать отдельные виды гороха.
Скрещивая различные виды и изучая их свойства, Мендель пришел к убеждению, что некоторые признаки переходят на потомство непосредственно, он назвал их преобладающими свойствами; другие же признаки, появляющиеся через одно поколение, – рецессивными, т.е. уступающими свойствами,. Одновременно он установил, что при скрещивании двух сортов новое поколение наследует характерные черты родительских форм, причем происходит это по определенным правилам.
Явления, которые наблюдал Мендель, были позднее проверены и подтверждены многочисленными ботаниками и зоологами. Важно было убедиться, что правила Менделя носят всеобщий характер. Согласно этим правилам, наследственные черты переходят на потомство не только у растений, но и у животных, не исключая человека. Теперь принято эти правила называть Первым Законом Менделя или законом сегрегации. Этот Закон гласит: "Свойства двух организмов при их скрещиваии переходят на потомство, хотя некоторые из них могут быть скрытыми. Эти свойства обязательно проявляются во втором поколении гибридов".
Врожденные математические способности позволили Менделю дать количественные определения явления наследственности и обобщить экспериментальный материал в количественном отношении. Свои многолетние наблюдения и выводы из них он доложил 8 февраля и 8 марта 1865 г. Научному природоведческому обществу в Брно, однако математические формулы, приведенные Менделем в отчете, не были понятны биологами.
В соответствии с существовавшими тогда обычаями отчет Менделя переслали в Вену, Рим, Петербург, Упсалу, Краков и в другие города, но никто не обратил на него внимания. Смесь математики с ботаникой противоречила всем бытовавшим тогда представлениям. В те времена считалось, что родительские свойства смешиваются у потомства подобно кофе с молоком.
Наука о законах наследственности была названа "менделизмом" в честь трудолюбивого исследователя жизни растений. Английский биолог Уильям Бетсон в 1906 г. назвал эту науку генетикой.
Заслуга Менделя заключается в том, что он сумел поставить перед собой точную научную задачу, выбрать превосходный растительный материал для проведения опытов и упростить метод наблюдений путем рассмотрения небольшого числа отдельных свойств, по которым исследуемые виды отличаются друг от друга, не учитывая всех других второстепенных признаков. Кроме того, будучи прекрасным математиком, Мендель выразил результаты своих опытов с помощью математических формул.
Можно утверждать, что Мендель стал основоположником новой отрасли биологии - генетики, хотя сам ничего не знал о существовании хромосом и носителей наследственных свойств, названных в 1909 г. датским исследователем Иоганнсеном генами.
Мендель был принят в члены многих научных обществ: метеорологического помологического, пчеловодческого и др.
Умер Мендель 6 января 1884 г. в городе Старое Брно. 4 – 7 августа 1965 г. в ознаменование сотой годовщины опубликования труда Менделя, положившего начало генетике, состоялся большой съезд ученых.
В качестве символической эмблемы съезда был принят рисунок, изображающий цветок гороха и модель строения частички ДНК.
Работы Г. Менделя и их значение
Честь открытия основных закономерностей наследования признаков, наблюдающихся при гибридизации, принадлежит Грегору (Иоганну) Менделю (1822–1884) – выдающемуся австрийскому естествоиспытателю, настоятелю августинского монастыря Св.Фомы в г. Брюнне (ныне г. Брно)
Главной заслугой Г. Менделя является то, что для описания характера расщепления он впервые применил количественные методы, основанные на точном подсчете большого числа потомков с контрастирующими вариантами признаков. Г. Мендель выдвинул и экспериментально обосновал гипотезу о наследственной передаче дискретных наследственных факторов. В его работах, выполнявшихся в период с 1856 по 1863 г., были раскрыты основы законов наследственности. Результаты своих наблюдений Г. Мендель изложил в брошюре «Опыты над растительными гибридами» (1865).
Мендель следующим образом формулировал задачу своего исследования. «До сих пор,– отмечал он во «Вступительных замечаниях» к своей работе,– не удалось установить всеобщего закона образования и развития гибридов… Окончательное решение этого вопроса может быть достигнуто только тогда, когда будут произведены детальные опыты в различнейших растительных семействах. Кто пересмотрит работы в этой области, тот убедится, что среди многочисленных опытов ни один не был произведен в том объеме и таким образом, чтобы можно было определить число различных форм, в которых появляются потомки гибридов, с достоверностью распределить эти формы по отдельным поколениям и установить их взаимные численные отношения».
Первое, на что Мендель обратил внимание, – это выбор объекта. Для своих исследований Мендель выбрал удобный объект – чистые линии (сорта) гороха посевного (Pisum sativum L.), различающиеся по одному или немногим признакам. Горох как модельный объект генетических исследований характеризуется следующими особенностями:
1. Это широко распространенное однолетнее растение из семейства Бобовые (Мотыльковые) с относительно коротким жизненным циклом, выращивание которого не вызывает затруднений.
2. Горох – строгий самоопылитель, что снижает вероятность заноса нежелательной посторонней пыльцы. Цветки у гороха мотылькового типа (с парусом, веслами и лодочкой); в то же время строение цветка гороха таково, что техника скрещивание растений относительно проста.
3. Существует множество сортов гороха, различающихся по одному, двум, трем и четырем наследуемым признакам.
Едва ли не самым существенным во всей работе было определение числа признаков, по которым должны различаться скрещиваемые растения. Мендель впервые осознал, что, только начав с самого простого случая – различия родителей по одному-единственному признаку – и постепенно усложняя задачу, можно надеяться распутать клубок фактов. Строгая математичность его мышления выявилась здесь с особенной силой. Именно такой подход к постановке опытов позволил Менделю четко планировать дальнейшее усложнение исходных данных. Он не только точно определял, к какому этапу работы следует перейти, но и математически строго предсказывал будущий результат. В этом отношении Мендель стоял выше всех современных ему биологов, изучавших явления наследственности уже в XX в.
Описание опытов Менделя .
Мендель проводил свои опыты в монастырском саду на небольшом участке площадью 35×7 м. Первоначально он выписал из различных семеноводческих ферм 34 сорта гороха. В течение двух лет Мендель высевал эти сорта на отдельных делянках и проверял, не засорены ли полученные сорта, сохраняют ли они свои признаки неизменными при размножении без скрещиваний. После такого рода проверки он отобрал для экспериментов 22 сорта.
Мендель начал с опытов по скрещиванию сортов гороха, различающихся по одному признаку (моногибридное скрещивание). Для этих опытов он использовал сорта гороха, различающиеся по ряду признаков:
| Признаки | Альтернативные варианты признаков |
|
| Доминантные | Рецессивные |
|
| Форма зрелых семян | Круглые | Морщинистые |
| Окраска семядолей | Желтая | Зеленая |
| Окраска семенной кожуры | Серая | Белая (полупрозрачная) |
| Окраска цветков | Пурпурные | Белые |
| Форма зрелых бобов | Выпуклые | С перехватами |
| Окраска незрелых бобов | Зеленые | Желтые |
| Расположение цветков | Пазушное | Верхушечное |
| Высота растения | Высокие | Низкие |
| Наличие пергаментного слоя | Имеется | Отсутствует |
Рассмотрим некоторые из опытов Менделя подробнее.
Опыт 1
. Скрещивание сортов, различающихся по окраске цветков.
Первый год . На двух смежных делянках выращивалось два сорта гороха, различающихся по окраске цветков: пурпурноцветковый и белоцветковый. В фазе бутонизации Мендель произвёл кастрацию части цветков на пурпурноцветковых растениях: он аккуратно разрывал лодочку и удалял все 10 тычинок. Затем на кастрированный цветок надевался изолятор (трубка из пергамента), чтобы исключить случайный занос пыльцы. Через несколько дней (в фазе цветения), когда пестики кастрированных цветков становились готовыми к восприятию пыльцы, Мендель произвёл скрещивание: он снял изоляторы с кастрированных цветков пурпурноцветкового сорта и нанёс на рыльца их пестиков пыльцу с цветков белоцветкового сорта; после этого на опыленные цветки вновь надевались изоляторы. После завязывания плодов изоляторы снимались. После созревания семян Мендель собрал их с каждого искусственно опыленного растения в отдельную тару.
Второй год . На следующий год Мендель вырастил из собранных семян гибридные растения – гибридов первого поколения. На всех этих растениях образовались пурпурные цветки, несмотря на то, что материнские растения были опылены пыльцой с белоцветкового сорта. Мендель предоставил этим гибридам возможность неконтролируемого опыления (самоопыления). После созревания семян Мендель вновь собрал их с каждого растения в отдельную тару.
Третий год
. На третий год Мендель вырастил из собранных семян гибридов второго поколения. Часть этих растений дала только пурпурные цветки, а часть только белые, причем пурпурноцветковых растений оказалось примерно в 3 раза больше, чем белоцветковых.
Опыт 2
. Скрещивание сортов, различающихся по окраске семядолей.
Особенность этого опыта в том, что окраска горошин (при полупрозрачной семенной кожуре) определяется окраска семядолей, а семядоли являются частью зародыша – нового растения, сформировавшегося под защитой материнского растения.
Первый год . На двух смежных делянках выращивалось два сорта гороха, различающихся по окраске семядолей: желтосемяный и зеленосемянный. Мендель произвёл кастрацию части цветков на растениях, выращенных из желтых семян, с последующей изоляцией кастрированных цветков. В фазе цветения Мендель произвел скрещивание: на рыльца пестиков кастрированных цветков он нанес пыльцу с цветков растений, выращенных из зеленых семян. Искусственно опыленные цветки дали плоды только с желтыми семенами, несмотря на то, что материнские растения были опылены пыльцой с зеленосемянного сорта (еще раз подчеркнем, что окраска этих семян определялась окраской семядолей зародышей, которые уже являются гибридами первого поколения). Полученные семена Мендель также собрал с каждого искусственно опыленного растения в отдельную тару.
Второй год . На следующий год Мендель вырастил из собранных семян гибридные растения – гибридов первого поколения. Как и в предыдущем опыте, он предоставил этим гибридам возможность неконтролируемого опыления (самоопыления). После созревания плодов Мендель обнаружил, что внутри каждого боба встречаются и желтые, и зеленые горошины. Мендель подсчитал общее количество горошин каждого цвета и обнаружил, что желтых горошин примерно в 3 раза больше, чем зеленых.
Таким образом, опыты с изучением морфологии семян (окраски их семядолей, формы поверхности семян) позволяют получить результаты уже на второй год.
Скрещивая растения, различающиеся и по другим признакам, Мендель во всех без исключения опытах получил аналогичные результаты: всегда в первом гибридном поколении проявлялся признак только одного из родительских сортов, а во втором поколении наблюдалось расщепление в соотношении 3:1.
На основании своих экспериментов Мендель ввел понятие доминантного и рецессивного признаков. Доминантные признаки переходят в гибридные растения совершенно неизменными или почти неизменными, а рецессивные становятся при гибридизации скрытыми. Заметим, что к подобным выводам пришли французские естествоиспытатели Сажрэ и Нодэн, которые работали с тыквенными растениями, имеющими раздельнополые цветки. Однако величайшая заслуга Менделя в том, что он впервые сумел дать количественную оценку частотам появления рецессивных форм среди общего числа потомков.
Для дальнейшего анализа наследственной природы полученных гибридов Мендель проводил скрещивания между сортами, различающимся по двум, трем и более признакам, то есть проводит дигибридное и тригибридное скрещивания. Далее он изучил еще несколько поколений гибридов, скрещиваемых между собой. В результате получили прочное научное обоснование следующие обобщения фундаментальной важности:
1. Явление неравнозначности наследственных элементарных признаков (доминантных и рецессивных), отмеченное Сажрэ и Нодэном.
2. Явление расщепления признаков гибридных организмов в результате их последующих скрещиваний. Были установлены количественные закономерности расщепления.
3. Обнаружение не только количественных закономерностей расщепления по внешним, морфологическим признакам, но и определение соотношения доминантных и рецессивных задатков среди форм, с виду не отличимых от доминантных, но являющихся смешанными (гетерозиготными) по своей природе. Правильность последнего положения Мендель подтвердил, кроме того, путем возвратных скрещиваний гибридов первого поколения с родительскими формами.
Таким образом, Мендель вплотную подошел к проблеме соотношения между наследственными задатками (наследственными факторами) и определяемыми ими признаками организма. Мендель ввел понятие дискретного наследственного задатка, не зависящего в своем проявлении от других задатков. Эти задатки сосредоточены, по мнению Менделя, в зачатковых (яйцевых) и пыльцевых клетках (гаметах). Каждая гамета несет по одному задатку. Во время оплодотворения гаметы сливаются, формируя зиготу; при этом в зависимости от сорта гамет, возникшая из них зигота получит те или иные наследственные задатки. За счет перекомбинации задатков при скрещиваниях образуются зиготы, несущие новое сочетание задатков, чем и обусловливаются различия между индивидуумами.
С момента, когда человек начал сознавать самого себя, у него появился вопрос «Почему дети похожи на своих родителей, хотя никогда полностью не копируют их?» В античные времена возникла теория пангенеза, одним из сторонников которой был Аристотель. Согласно ей, семя образуется во всех членах тела, после чего током крови передается в половые органы. Сходство между родителями и потомками объяснялось тем, что семя отражает особенности тех частей тела, в которых оно образовалось. Эта теория господствовала в науке вплоть до XIX века. Ее приверженцем был создатель первой эволюционной теории Жан Батист де Ламарк. Он считал пангенез основным механизмом эволюции, объясняющим наследование потомками всех признаков, приобретенных родителями в течение их жизни.
В середине XIX века немецкий зоолог Август Вейсман сформулировал теорию зародышевой плазмы. По мнению Вейсамана в организме существует два типа плазмы: зародышевая (половые клетки и клетки, из которых они образуются) и соматическая (все остальные клетки). Зародышевая плазма остается неизменной и передается из поколения в поколение, тогда как соматическая плазма создается зародышевой и служит для ее защиты, а также способствует размножению.
Однако ни одна из этих теорий не давала ответа на вопрос о механизмах и закономерностях наследования признаков. Основные законы наследования были открыты монахом августинского монастыря города Брюнне (современный Брно) Грегором Иоганном Менделем. С 1856 по 1866 гг. он проводил опыты с огородным горохом (Pisum sativum ), пытаясь узнать, как передаются по наследству его признаки. Опыты Менделя до сих пор являются образцом постановки научного исследования.
Надо сказать, что задолго до Менделя многие ученые пытались понять смысл и механизм наследования признаков у живых организмов. Для этого они скрещивали как растения, так и животных, после чего оценивали сходство родителей и потомков. Однако из полученных результатов нельзя было вывести никаких закономерностей. Дело в том, что одни признаки были общими у потомков с одним из родителей, вторые – с другим, третьи оказывались общими с обоими, четвертые проявлялись только у родителей, а пятые – только у потомков.
Мендель впервые осознал, что все внимание необходимо сконцентрировать на каком то одном признаке, по которому организмы родителей четко различаются между собой. Именно поэтому он выбрал в качестве объекта исследований огородный горох, поскольку существовало огромное количество его сортов. От семеноводов Европы Мендель получил семена различных сортов. После чего из всего многообразия он отобрал сорта, четко различающиеся по одному признаку.
Однако прежде чем скрещивать растения между собой, Мендель в течение двух лет разводил каждый сорт по отдельности, чтобы убедиться в том, что выбранный им признак постоянно наследуется из поколения в поколение. В сущности, Мендель вывел чистые линии сортов гороха, с которыми ему предстояло работать.
Еще одной из важных особенностей опытов Менделя был строгий количественный подход. В каждом новом опыте он подсчитывал число потомков разного типа, пытаясь понять, с одинаковой ли частотой воспроизводятся носители того или иного признака из каждой пары.
Наконец, Мендель очень грамотно поставил эксперимент по скрещиванию. Известно, что горох является самоопыляемым растением. Для того чтобы провести перекрестное опыление, Мендель раскрывал бутоны и удалял тычинки с не созревшей пыльцой. После этого он опылял эти цветки пыльцой другого растения.
Оказалось, что у всех потомков горошины в стручках были желтыми, вне зависимости от того, материнское или отцовское растение было с такими же желтыми горошинами. Противоположный признак – зеленая окраска горошин, у потомков первого поколения не проявлялся. Т. о., все гибриды первого поколения оказываются единообразными.
Мендель установил, что таким образом ведут себя все 7 пар выбранных им признаков – в первом поколении потомков проявляется только один из двух альтернативных. Такие признаки Мендель назвал доминантными, а противоположные им – рецессивными.
Выращивая растения из полученных гибридных семян, Мендель допускал их самоопыление. Оказалось, что во втором поколении потомков встречались растения как с желтыми, так и с зелеными семенами. Более того, горошины разной окраски нередко встречались в одном «стручке». Мендель подсчитал, что на 6022 желтых горошины приходится 2001 зеленая, что составляет 3: 1 (точнее 3,0095: 1).
Близкие соотношения были получены в опытах с другими признаками. Во втором поколении три четверти растений обладали доминантным признаком и только одна четверть – рецессивным. Таким образом, рецессивный признак вновь проявился через поколение.
|
||||||
| Доминантные | Рецессивные | Всего | Доминантные | Рецессивные | ||
| Семена: гладкие или морщинистые | Гладкие | 5475 | 1850 | 7325 | 74,7 | 25,3 |
| Семена: желтые или зеленые | Желтые | 6022 | 2001 | 8023 | 75,1 | 24,9 |
| Цветки: фиолетовые или белые | Фиолетовые | 705 | 224 | 929 | 75,9 | 24,1 |
| Цветки: пазушные или верхушечные | Пазушные | 651 | 207 | 858 | 75,9 | 24,1 |
| Бобы: выпуклые или с перетяжками | Выпуклые | 882 | 299 | 1181 | 74,7 | 25,3 |
| Бобы: зеленые или желтые | Зеленые | 428 | 152 | 580 | 73,8 | 26,2 |
| Стебель: длинный или короткий | Длинный | 787 | 277 | 1064 | 74,0 | 26,0 |
| Всего или в среднем | 14949 | 5010 | 19959 | 74,9 | 25,1 | |
Таблица 1. Результаты опытов Г. Менделя по скрещиванию сортов гороха, различающихся по одному признаку
После этого, Мендель проращивал семена гибридных растений второго поколения и давал им возможность самоопыляться. Это позволило ему определить, сохраняются ли признаки потомков второго поколения в дальнейшем или нет. Оказалось, что растения с зелеными семенами разводилась в чистоте, т. е. всегда давали растения с такими же зелеными семенами. А вот растения с желтыми семенами оказались неоднородными. Примерно треть растений с желтыми семенами всегда разводилась в чистоте, т. е. во всех последующих поколениях их потомки имели только желтые семена. В потомстве оставшихся 2/3 растений с желтыми семенами появлялись как желтые, так и зелены горошины, соотношение которых было примерно 3: 1.
Сходные результаты Мендель получил и для других пар признаков. Во всех случаях носители рецессивных признаков из числа гибридов второго поколения разводились в чистоте. Носители доминантных признаков были двух типов: треть из них всегда разводилась в чистоте, тогда как в потомстве оставшихся 2/3 доминантный и рецессивный признаки встречались в соотношении 3: 1.
Объясняя результаты своих опытов, Мендель сделал следующее предположение. Альтернативные признаки определяются некими факторами, которые передаются от родителей к потомкам с гаметами. Каждый фактор существует в двух альтернативных формах, которые и обеспечивают одно из возможных проявлений признака. Тот факт, что в потомстве гибридов первого и последующих поколений встречаются носители обоих родительских признаков, позволил Менделю сделать очень важный вывод: «Два фактора, определяющие альтернативные проявления признака, никоим образом не сливаются друг с другом, а остаются раздельными на протяжении всей жизни особи и при формировании гамет расходятся в разные гаметы». Впоследствии это утверждение получило название закона расщепления Менделя.
Мендель не только блестяще провел свои опыты, но и проверил свои предположения. Для этого он скрещивал гибридные растения первого поколения с рецессивным родительским растением. В результате такого скрещивания растения с доминантным и рецессивным признаком оказались в приблизительно равном соотношении (т. е. 1: 1). Это доказывало справедливость сделанных выводов. Примененный Менделем метод проверки результатов скрещивания широко используется в настоящее время и называется анализирующее скрещивание.
Весной 1865 г. Мендель доложил результаты своих опытов на заседании Брюннского общества естествоиспытателей. Как ни странно, ему не было задано ни одного вопроса, да и сам доклад не вызвал особого интереса. Через год в журнале «Известия общества естественной истории Брюнна» вышла его статья. Однако как и доклад она не вызвала интереса у ученых. Так случилось, что выдающееся открытие было забыто до начала XX века. В 1900 г. независимо друг от друга трое ученых: голландец Гуго де Фриз, немец Карл Корренс и австриец Эрих Чермак проведя собственные опыты, получили те же результаты, что и Мендель. К чести сказать, все трое безоговорочно признали приоритет Менделя в данном открытии.
Статьи по теме
