Ghi chú về thí nghiệm của Gregor Mendel

Đọc bài viết này để tìm hiểu về Gregor Johann Mendel, chảo của anh ấy, lý do để thành công, thử nghiệm và kết quả của anh ấy!

Gregor Johann Mendel (1822-1884) được biết đến như là cha đẻ của di truyền học, bởi vì ông là người đầu tiên chứng minh cơ chế truyền các nhân vật từ thế hệ này sang thế hệ khác. Ông cũng đưa ra những khái quát về một số trong đó sau đó được nâng lên thành trạng thái của các nguyên tắc hoặc luật thừa kế.

Hình ảnh lịch sự: 2.bp.blogspot.com/-jv9yNAYtgtA/TicwKYC0jHI/AAAAAAAAATw/RA0AcorwjmA/s1600/S11072012330.jpg

Chúng tạo thành nền tảng của di truyền học. Mendel được sinh ra ở Silisian, một ngôi làng ở Heinzendorf (Áo; nay là một phần của Cộng hòa Séc) vào ngày 22 tháng 7 năm 1822 trong một gia đình nông dân. Ông là một sinh viên xuất sắc và nghiên cứu triết học trong vài năm. Sau khi đi học, Mendel gia nhập một tu viện Augustinian của Thánh Thomas tại Brunn (lúc đó ở Áo; nay là Brno ở Tiệp Khắc) vào năm 1843 khi 21 tuổi.

Vào năm 25 tuổi (1847), ngài được làm linh mục trong tu viện. Năm 1851, Mendel được gửi đến Đại học Vienna để nghiên cứu về Thực vật học và Vật lý. Ông trở về Brunn với tư cách là giáo viên Vật lý và Khoa học tự nhiên. Mendel phục vụ như một giáo viên trong 14 năm. Sau đó, ngài được làm Trụ trì tu viện. Gregor đã được thêm vào tên của anh ấy khi anh ấy tham gia tu viện tại Brunn. Năm 1856, Mendel đã quan sát thấy sự xuất hiện của hai loại hạt trong cây Đậu mọc trong tu viện của mình.

Qua đó anh trở nên quan tâm đến họ. Mendel đã thực hiện các thí nghiệm lai tạo trên Vườn Đậu trong 7 năm từ 1856-1863. Ông đã xác nhận độ tinh khiết của các vật liệu thí nghiệm của mình thông qua giao phối cận huyết. Ban đầu, ông lấy 34 cặp giống đậu Hà Lan, sau đó 22 nhưng cuối cùng chỉ làm việc với 7 cặp giống.

Loại thứ hai khác nhau về các ký tự như màu hoa, vị trí hoa, chiều cao, hình dạng quả, màu vỏ, hình dạng hạt, màu hạt, v.v ... Tất cả các giống được chọn là dòng thuần hoặc nhân giống thật, nghĩa là chúng thuần và được nhân giống thật hoặc đã sinh con giống cha mẹ. Mendel đã thực hiện nhiều kiểu lai tạo khác nhau và sau đó cho phép con cái tự sinh sản.

Các thí nghiệm của ông có kích thước lấy mẫu lớn, khoảng 10000 cây Đậu Hà Lan. Điều này mang lại độ tin cậy cao hơn cho dữ liệu của mình. Hơn nữa, ông là người đầu tiên sử dụng phân tích thống kê và logic toán học trong việc giải quyết các vấn đề trong sinh học. Ông đã xây dựng những khái quát được đọc trong hai cuộc họp của Hiệp hội Lịch sử Tự nhiên của Brunn vào năm 1865. Bài báo của ông về thí nghiệm thực vật lai ghép đã được xuất bản trong Kỷ yếu của Hiệp hội Khoa học tự nhiên Brunn năm 1866. Mendel qua đời vào năm 1884 cho công việc của mình.

Công việc của Mendel vẫn không được chú ý và không được đánh giá cao trong khoảng 34 năm do:

(i) Lưu hành hạn chế các Kỷ yếu của nhóm Khoa học tự nhiên Brunn, trong đó nó đã được xuất bản,

(ii) Anh ta không thể thuyết phục bản thân về kết luận của mình là phổ quát vì Mendel đã thất bại trong việc tái tạo kết quả trên Hawkweed (Hieracium) được thực hiện theo đề nghị của Naegeli. Đó là do không có sẵn các dòng thuần túy,

(iii) Thiếu tính năng nổ trong tính cách của anh ấy,

(iv) Thế giới khoa học đã bị rung chuyển vào thời điểm đó bởi thuyết tiến hóa của Darwin (Nguồn gốc các loài, 1859).

(v) Khái niệm của Mendel về các đơn vị hoặc yếu tố ổn định, không pha trộn, rời rạc cho các đặc điểm khác nhau không tìm thấy sự chấp nhận từ những người đương thời,

(vi) Kết luận của Mendel về di truyền đã đi trước thời đại. Ông đã sử dụng các phương pháp thống kê và logic toán học xa lạ với các nhà sinh học khác vào thời điểm đó,

(vii) Không có bằng chứng vật lý nào cho sự tồn tại của các yếu tố hoặc vật liệu mà chúng được tạo ra.

Khám phá lại công việc của Mendel:

Mendel qua đời vào năm 1884 từ lâu trước khi công trình của ông được công nhận. Đó là vào năm 1900, ba công nhân độc lập khám phá lại các nguyên tắc di truyền đã được Mendel thực hiện. Họ là Hugo de Vries của Hà Lan, Carl Correns của Đức và Erich von Tschermak-Seysenegg của Áo.

Correns đã nâng tình trạng của hai khái quát của Mendel lên mức độ của luật di truyền, luật phân biệt và luật phân loại độc lập. Những người khác là nguyên tắc thay đổi. Hugo de Vries cũng tìm ra bài báo của Mendel và được xuất bản trong 'Hệ thực vật' năm 1901. Bateson, Punnet và các công nhân tiếp theo đã tìm thấy tác phẩm của Mendel là ứng dụng phổ biến bao gồm cả động vật.

Lý do thành công của Mendel:

1. Mendel chỉ chọn các giống nhân giống thuần Pea (Pisum sativum) cho các thí nghiệm của mình. Ông mất hai năm (1857-1859) để kiểm tra rằng các vật liệu thí nghiệm của ông là nhân giống thuần túy.

2. Mendel chỉ lấy những đặc điểm đó cho các nghiên cứu của mình mà không thể hiện sự liên kết, tương tác hoặc thống trị không hoàn chỉnh.

3. Các nhân vật được Mendel chọn có những đặc điểm tương phản đặc biệt như cao và lùn hoặc xanh lá cây và vàng.

4. Mendel đã lấy một hoặc hai nhân vật cùng một lúc cho các thí nghiệm nhân giống của mình trong khi những người tiền nhiệm của anh ta thường nghiên cứu tất cả các đặc điểm cùng một lúc.

5. Mendel đã nghiên cứu sự kế thừa của một nhân vật trong ba thế hệ trở lên.

6. Ông đã thực hiện các thánh giá đối ứng và nuôi dạy các thế hệ lớn.

7. Cây thí nghiệm của Mendel Pea (Pisutn sativum) là lý tưởng cho chăn nuôi có kiểm soát. Nó được lai tạo thủ công trong khi bình thường nó trải qua quá trình tự sinh sản.

8. Ông đã cẩn thận để tránh ô nhiễm từ các hạt phấn hoa do côn trùng mang đến.

9. Mendel giữ một bản ghi đầy đủ về mọi con lai, tự sinh sản tiếp theo và số lượng hạt được sản xuất.

10. Mendel đã thử nghiệm trên một số cây cho cùng một tính trạng và thu được hàng trăm con. Một cỡ mẫu lớn đã cho sự tin cậy vào kết quả của anh ta.

11. Ông xây dựng các giải thích lý thuyết để giải thích kết quả của mình. Những lời giải thích của ông đã được ông kiểm tra thêm về tính hợp lệ của chúng.

12. Mendel đã sử dụng các phương pháp thống kê và luật xác suất để phân tích kết quả của mình.

13. Mendel đã may mắn khi chọn những đặc điểm đó, các gen không tương tác. Chúng có mặt trên các nhiễm sắc thể khác nhau hoặc cho thấy sự tái hợp hoàn toàn. Anh ta đã không kết hợp hình dạng quả và chiều cao cây trong bất kỳ cơ chế nào của mình vượt qua các gen gần nhau trên nhiễm sắc thể 4 và không cho thấy sự tái hợp thường xuyên.

14. Anh ta đã không cố gắng giải thích tất cả các biến thể được tìm thấy trong kết quả của mình mà để lại chúng như vậy, ví dụ, liên kết của hoa và màu hạt giống.

Thí nghiệm của Mendel:

Tài liệu thí nghiệm của Mendel:

Mendel đã chọn hạt đậu Garden (= Edible Pea, Pisum sativum; 2n = 14) cho các thí nghiệm của mình.

Ưu điểm của việc chọn cây đậu:

(i) Các giống đậu nguyên chất đã có sẵn (ii) Cây đậu cho thấy một số ký tự tương phản dễ phát hiện, (iii) Cấu trúc hoa của hạt đậu là để cho phép nhân giống có kiểm soát. Mặc dù cây tự thụ phấn, nhưng nó có thể được lai chéo bằng tay, (iv) Hoa đậu thường vẫn đóng và trải qua quá trình tự thụ phấn. (v) Đây là một loại cây hàng năm có tuổi thọ ngắn và cho kết quả trong vòng 3 tháng, (vi) Một số lượng lớn hạt giống được sản xuất trên mỗi cây, (vii) Cây được trồng dễ dàng và không cần chăm sóc sau trừ khi thời gian thụ phấn, (viii) F ₁ giống lai có khả năng sinh sản.

Các thí nghiệm của Mendel đã được thực hiện trong ba giai đoạn (i) Chọn giống bố mẹ thuần chủng hoặc thật, (ii) Lai tạo và thu được thế hệ thực vật F ₁, (iii) Tự thụ phấn cho cây lai và nuôi các thế hệ tiếp theo như F ₂, F ₃, F ₄, v.v.

(a) Lựa chọn của cha mẹ:

Mendel đã chọn 7 cặp hạt đậu nguyên chất hoặc giống thật làm nguyên liệu ban đầu cho các thí nghiệm của mình. Tự thụ phấn hoặc tự sinh sản, một giống thuần chủng tạo ra con cái có đặc điểm tương tự, ví dụ, giống cao có con cao, giống có hoa màu đỏ với con có hoa màu đỏ, v.v.

Tất cả các đặc tính của các giống được chọn đều có các đặc điểm thay thế dễ dàng phân biệt, ví dụ: chiều cao và độ lùn, hoa mộc lan hoặc hoa đỏ và hoa trắng (Bảng 5.1). Mendel hài lòng với bản chất giống thật của giống thông qua tự thụ phấn. Bất kỳ con cái không đúng với hình thái của tính trạng đã bị loại bỏ. Cây giống thực sự sau đó đã được sử dụng cho bước tiếp theo. Họ hình thành thế hệ cha mẹ (P).

Bảng 5.1 Các nhân vật của Garden Pea nhặt được bởi Mendel

(b) Phép lai cho thế hệ F ₁ :

Mendel đã thực hiện các phép lai đối ứng giữa các cây có hình dạng xen kẽ của một nhân vật, cao và lùn, hoa đỏ và hoa trắng. Trong trường hợp đối ứng (R), phấn hoa của một dạng đã bị phủ bụi bởi sự kỳ thị của dạng kia và ngược lại, ví dụ, phấn hoa từ hoa của cây cao đến hoa của cây lùn và phấn hoa từ hoa của cây lùn đến hoa của cây lùn .

Những bông hoa được thụ phấn bằng tay được bọc bằng túi giấy (đóng bao) để tránh ô nhiễm từ phấn hoa nước ngoài. Thập tự giá trong đó chỉ có hai hình thức thay thế của một nhân vật duy nhất được xem xét được gọi là thập tự giá. Mendel cũng thực hiện các thánh giá liên quan đến hai nhân vật. Chúng được gọi là dihy điều chỉnh chéo. Các phép lai Trihy điều chỉnh và đa nhịp cũng được thực hiện.

Hạt giống của thập tự giá hoặc thập tự giá đã được thu thập và gieo vào năm tới. Các thế hệ con lai bao gồm các hạt giống tạo thành thế hệ tiếp theo được gọi là thế hệ hiếu thảo đầu tiên hoặc thế hệ F ₁ .

(c) Tự sinh sản cho các thế hệ F ₂ và F ₃ :

Các cây thuộc thế hệ F ₁ được phép thực hiện tự thụ phấn (sibcrossing hoặc selfing). Để tránh ô nhiễm từ phấn hoa nước ngoài, những bông hoa được phủ bằng túi giấy ngay từ đầu. Mendel thu thập hạt giống và nuôi một thế hệ thực vật mới. Các hạt giống và cây trồng từ chúng tạo thành thế hệ thứ hai hoặc F ₂ . Tự thụ phấn hơn nữa tạo ra F ₃ hoặc thế hệ hiếu thảo thứ ba. Mendel giữ kỷ lục của từng thế hệ và quan sát như sau:

Kết quả thí nghiệm:

1. F ₁ cây lai chéo là tương tự nhau.

2. Thực vật F ₁ không phải là trung gian giữa hai đặc điểm thay thế của một nhân vật. Thay vào đó, họ giống một phụ huynh khi có một đặc điểm thay thế duy nhất của nhân vật. Do đó, trong một giao thoa giữa cây cao và cây lùn, các giống lai đều cao (Hình 5.2). Tương tự như vậy trong một giao thoa giữa bố mẹ hạt giống màu vàng và màu xanh lá cây, hạt F, tất cả đều có màu vàng (Bảng 5.2).

3. Ở thế hệ F _2, cả hai đặc điểm của cha mẹ của nhân vật đều được thể hiện.

4. Một đặc điểm của nhân vật không xuất hiện trong thế hệ F ₁ phải nằm ẩn hoặc không được thể hiện trong đó.

5. Sinh vật cần có hai yếu tố hoặc yếu tố quyết định của mỗi nhân vật (nguyên tắc của các yếu tố được ghép đôi). Hai yếu tố tương tự nhau ở những sinh vật sinh sản thật. Chúng không giống nhau ở các sinh vật thu được từ cây thập tự.

6. Trong số hai yếu tố hoặc alen đại diện cho các đặc điểm thay thế của một nhân vật, một yếu tố chiếm ưu thế và thể hiện chính nó trong thế hệ lai hoặc F ₁ . Các yếu tố khác hoặc alen là lặn và không cho thấy tác dụng của nó (nguyên tắc thống trị).

Bảng 5.2. Mendel's Monohylev Crosses ở Pisum sativum:

7. Không có sự pha trộn của hai yếu tố trong lai.

8. Tại thời điểm hình thành giao tử, hai yếu tố tách hoặc tách riêng và chuyển thành các giao tử khác nhau. Một giao tử có một yếu tố của một cặp. Do đó Mendel đã dự đoán sự xuất hiện của bệnh teo cơ từ lâu trước khi nó được phát hiện. Các giao tử hợp nhất ngẫu nhiên trong quá trình thụ tinh để các yếu tố kết hợp với nhau trong thế hệ mới và tự biểu hiện.

9. Hai đặc điểm của nhân vật xuất hiện ở thế hệ F ₂ theo tỷ lệ ba trội so với một lần lặn, 3: 1. Nó còn được gọi là tỷ lệ monohy điều chỉnh (Bảng 5.2). Ví dụ, trong đặc tính của chiều cao (chéo cao x lùn) Mendel thu được 787 cây cao và 277 cây lùn (tỷ lệ 2, 84: 1). Một kết quả tương tự cho màu hoa là 705 đỏ đến 224 trắng (tỷ lệ 3, 15: 1).

10. Trong thế hệ F ₃ lặn (ví dụ, cây lùn hoặc hoa trắng) tạo ra các loại tương tự. Trong số các bố mẹ còn lại hoặc chiếm ưu thế (F ₂ thực vật), một phần ba giống thật trong khi hai phần ba cư xử giống như các cây thuộc thế hệ F ₁ (Hình 5.2). Điều này chỉ có thể xảy ra khi hai yếu tố của một nhân vật tách biệt trong quá trình hình thành giao tử (nguyên tắc phân tách) và kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên theo quy luật hoặc nguyên tắc xác suất.

11. Trong một giao thoa dihy điều chỉnh (xem xét hai đặc điểm với nhau), bốn loại thực vật được hình thành trong thế hệ F ₂, hai bố mẹ và hai tái tổ hợp. Tỷ lệ là 9 (cả chiếm ưu thế): 3 (một lần chiếm ưu thế thứ hai chiếm ưu thế): 3 (một lần chiếm ưu thế thứ hai): 1 (cả hai lần lặn). Nó được gọi là tỷ lệ di-hybrid.

12. Sự hình thành của bốn loại cá thể trong thế hệ F ₂ của con lai di-lai cho thấy các yếu tố hoặc alen của hai nhân vật phân loại độc lập (nguyên tắc phân loại độc lập).

13. Mendel đã sử dụng định luật xác suất và phương pháp thống kê để phân tích kết quả của mình. Tổng hợp và so sánh các kết quả khiến anh ta đi đến một số kết luận nhất định được gọi là các định đề của Mendel.

14. Xây dựng các định đề của Mendel liên quan đến quá trình phát triển một giả thuyết hoạt động và thử nghiệm của nó thông qua thử nghiệm.

15. Các định đề của Mendel đã được Correns gán cho tình trạng luật pháp.