Грегор Мендел се смята за баща на съвременната генетика. Той беше австрийски монах, който работеше с грахови растения, за да обясни как децата наследяват черти от родителите си. Неговата работа се превърна в основата на начина, по който учените разбират наследствеността и той е смятан за пионер в областта на генетиката.
Грахови растения и менделска генетика
В известните експерименти на Мендел с грахови растения, той умишлено кръстосано опрашва грахови растения с очевидно различни характеристики, за да открие някои важни неща за това как потомството наследява черти от своите родители.
Експериментите
Мендел измерва седем специфични характеристики на граховите растения:
- Гладко или набръчкано узряло семе
- Жълт или зелен албумин от семена
- Лилаво или бяло цвете
- Надута или свита зряла шушулка
- Зелени или жълти неузрели шушулки
- Аксиална или крайна позиция на цветята
- Дължина на стеблото на високо или джудже
Какво откри
Между 1856 и 1863 г. Мендел експериментира с вида Pisum sativum или грахово растение. Неговите експерименти го накараха да направи три обобщения:
- Потомството придобива по един наследствен фактор от всеки родител. Това е известно като закон за сегрегацията.
- Различните черти имат еднаква възможност да се появят заедно. Това е известно като закон за независимия асортимент и днешните учени разбират, че това е до голяма степен неточно. Някои гени всъщност са свързани заедно и се появяват по-често заедно.
- Потомството ще наследи доминантната черта и може да наследи рецесивната черта само ако наследи и двата рецесивни фактора. Това е известно като закон за господството.
Повечето учени по негово време отхвърлиха работата на Мендел. Не беше широко прието до смъртта му. По време на живота му повечето учени са вярвали, че потомството е наследило черти чрез смесване, т.е. потомството е наследило „средно“от чертите на родителите.
Демонстриране на менделска генетика
Твърди се, че Мендел е тествал над 28 000 растения, за да стигне до заключението си. Макар обхватът на неговия проект вероятно да не е реалистичен за пресъздаване, можете да изучавате генетиката с помощта на растения.
Кой е Бащата?
Кой е бащата е експеримент, в който учениците ще експериментират върху растения, за да предскажат наблюдавани черти. Можете да пресъздадете експеримента с помощта на Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) - които са проектирани специално, за да могат учениците да ги използват за изучаване на генетиката. Те също така растат по-бързо - пълен жизнен цикъл отнема 28-30 дни. Завършването на този експеримент ще отнеме около шест седмици ежедневни наблюдения. Най-подходящо е за по-големи ученици в средно или средно училище, които изучават генетика.
Материали
- Семена Wisconsin Fast Plants®, нелилаво стъбло, без косми (опаковка от 200)
- Wisconsin Fast Plants® семена, жълто-зелени листа (опаковка от 200)
- Семена Wisconsin Fast Plants®, нелилаво стъбло, жълто-зелени листа (опаковка от 200)
- Смес за саксии
- Тор на пелети с бавно освобождаване
- Система за домашно флуоресцентно осветление или закупена осветителна система
- Домашна система за отглеждане (алтернативно можете да закупите система за поливане)
- Етикети за растения
- Залози и равенства
- Q-съвети или пчелни пръчици (просто ви трябват няколко)
Инструкции
- Първо изградете своите системи за осветление и поливане. Wisconsin Fast Plants® се нуждаят от непрекъсната флуоресцентна светлина и непрекъснато снабдяване с тор и вода. Можете или да създадете домашни версии на тях, или можете да закупите готови комплекти чрез Carolina Biological. И двете опции са свързани по-горе в списъка с материали.
- Засадете семената (не е необходимо да използвате всички) според инструкциите за отглеждане. Ще искате да започнете, като засадите нелилавите, жълто-зелени листни семена (това ще се нарича потомство от първо поколение или O1.) Засадете също нелилавото стъбло, семена без косми. (Тези семена са майчините семена, посочени като P1). Уверете се, че сте отбелязали кое кое е!
- След приблизително четири до седем дни вашите растения трябва да пораснат. Наблюдавайте цветовете на стъблото и листата на двата комплекта растения и запишете вашите наблюдения в лабораторния си бележник. Най-добрият начин да определите количествено своите наблюдения е да преброите фенотипите (пребройте броя на растенията, които имат нелилави стъбла, броя на растенията, които имат жълто-зелени листа и т.н.)
- Изхвърлете майчините растения, но поддържайте потомството.
- Напишете хипотеза за това как растенията-потомци са наследили своите наблюдавани генетични черти. Например, ако забележите, че повечето от вашите потомствени растения имат нелилави стъбла, но жълти листа, можете да ги определите като доминиращи черти. Ако забележите, че някои от вашите потомствени растения имат лилави стъбла и зелени листа, може да предположите, че това са рецесивни черти. Въз основа на вашите наблюдения създайте хипотеза, която може да се провери. Ще искате да опитате да познаете цветовете на стъблото и листата на бащиното растение въз основа на вашата хипотеза.
- Смесете растенията с помощта на пчелна пръчка или Q-накрайник. За да направите това, внимателно разменете пчелната пръчка на едно растение, като се уверите, че растението има прашец, и след това го споделете с друго растение. Направете това няколко пъти, за да сте сигурни, че всяко растение получава прашец от няколко други растения, както с подобни, така и с различни наблюдавани черти. Правете това веднъж на ден в продължение на три дни.
- След като изтекат трите дни, отрежете всички цветни пъпки, които не са били опрашени.
- Спрете да поливате растенията и ги оставете да изсъхнат.
- Съберете семената и ги засадете отново, като по същество започнете процеса отново. Тези семена са второ поколение потомство или O2.
- Направете наблюдения за цвета на стъблото и листата на следващото поколение растения. Мислите ли, че хипотезата ви е вярна?
- Засадете семена от жълто-зелени листа. Те ще бъдат известни като „бащата“или P2.
- След няколко дни наблюдавайте цветовете на стъблото и листата на растенията P2. Вашите наблюдения подкрепят ли вашата хипотеза?
Видео указания
Това видео показва как да правите генетични лаборатории и ще ви помогне да се справите с процедурата за изучаване на генетиката на вашите растения.
Онлайн лаборатории
Заслужава да се отбележи, че ако отглеждането на грах и правенето на домашно приготвени уреди са малко повече, отколкото очаквате, има няколко страхотни интерактивни лаборатории онлайн.
Грахът на Мендел
Тази онлайн лаборатория е реплика на експериментите на Мендел с грахово зърно. Лабораторията разполага с удобно меню, така че можете действително да изследвате лабораторията, преди да направите каквото и да било. Лабораторията ви превежда през различни стъпки, включително засаждане на граха, наблюдение на неговите характеристики и след това кръстосано опрашване на първите растения, които сте отгледали. Точно това направи Мендел, за да могат учениците да усетят досадния процес, през който е преминал, за да стигне до своите наблюдения.
грахова супа
Макар графично да не е толкова вълнуващо, граховата супа е друга онлайн опция, която помага на учениците да наблюдават две черти в граховите растения. За да започнете, щракнете върху бутона „започнете експеримента“. След това ще бъдете отведени до страница, където можете да изберете да „свържете“два различни граха. Техните генотипове са написани за вас. След това страницата ще ви покаже всички налични опции за избраните от вас „родители“. Страницата се движи бързо и можете да я пропуснете, ако не записвате всичко.
MIT's STAR Genetics
Лабораторията STAR Genetics на MIT е своеобразна „игра“за изтегляне, в която учениците могат да смесват и съпоставят генотипове на различни видове, включително грахови растения, плодови мушици и дори крави. Програмата е най-подходяща за ученици от гимназията, които имат добри познания по биология.
Генетиката е забавна
Независимо дали изучавате грахови растения или плодови мушици, или просто се прибирате вкъщи и наблюдавате чертите на родителите си и се опитвате да разберете как сте се сдобили със собствени, изучаването на генетиката може да бъде много забавно. Докато съвременната генетика идентифицира няколко неща, които Мендел е сбъркал, неговите теории все още са приложими, когато чертите не са свързани или повлияни от други фактори.
