Mendel a jeho prospešné vlastnosti. Gregor Mendel – otec modernej genetiky

MENDEL (Mendel) Gregor Johann (1822-84), rakúsky prírodovedec, mních, zakladateľ učenia o dedičnosti (mendelizmus). Aplikovaním štatistických metód na analýzu výsledkov hybridizácie odrôd hrachu (1856-63) sformuloval zákony dedičnosti.

MENDEL (Mendel) Gregor Johann (22. júla 1822, Heinzendorf, Rakúsko-Uhorsko, teraz Gincice - 6. januára 1884, Brünn, teraz Brno, Česká republika), botanik a vedec náboženská postava, zakladateľ doktríny dedičnosti.

Ťažké roky štúdia

Johann sa narodil ako druhé dieťa v r roľnícka rodina zmiešaného nemecko-slovanského pôvodu a stredného príjmu, Anton a Rosina Mendel. V roku 1840 Mendel zmaturoval na šiestich triedach gymnázia v Troppau (dnes Opava) a v nasledujúcom roku nastúpil do filozofických tried na univerzitu v Olmutz (dnes Olomouc). Finančná situácia rodiny sa však v týchto rokoch zhoršila a od svojich 16 rokov sa musel o jedlo starať sám Mendel. Mendel, ktorý nemohol neustále znášať takýto stres, po absolvovaní filozofických kurzov v októbri 1843 vstúpil ako novic do kláštora Brunn (kde dostal nové meno Gregor). Tam našiel záštitu a finančnú podporu pre ďalšie štúdium. V roku 1847 bol Mendel vysvätený za kňaza. Zároveň od roku 1845 študoval 4 roky na Brunnskej teologickej škole. Augustiniánsky kláštor sv. Tomáš bol centrom vedeckého a kultúrny život Morava. Okrem bohatej knižnice mal zbierku minerálov, pokusnú záhradu a herbár. Kláštor sponzoroval školské vzdelávanie v regióne.

Učiteľ mních

Mendel ako mních rád vyučoval hodiny fyziky a matematiky v škole v neďalekom meste Znaim, ale neuspel na štátnej učiteľskej skúške. Opát kláštora, ktorý videl jeho vášeň pre vedomosti a vysoké intelektuálne schopnosti, ho poslal pokračovať v štúdiu na Viedenskú univerzitu, kde Mendel študoval ako vysokoškolák štyri semestre v rokoch 1851-53, navštevoval semináre a kurzy z matematiky a matematiky. prírodných vied, najmä kurz slávnej fyziky K. Dopplera. Dobrá fyzická a matematická príprava neskôr pomohla Mendelovi pri formulovaní zákonov dedičnosti. Po návrate do Brunnu Mendel pokračoval vo vyučovaní (vyučoval fyziku a prírodopis na reálna škola), druhý pokus o absolvovanie učiteľskej atestácie bol však opäť neúspešný.

Pokusy na hybridoch hrachu

Od roku 1856 začal Mendel v kláštornej záhrade (šírka 7 metrov a dĺžka 35 metrov) vykonávať premyslené rozsiahle experimenty s krížením rastlín (predovšetkým medzi starostlivo vybranými odrodami hrachu) a objasňovaním vzorcov dedenia znakov v potomkov krížencov. V roku 1863 dokončil experimenty a v roku 1865 na dvoch stretnutiach Brunn Society of Natural Scientists informoval o výsledkoch svojej práce. V roku 1866 vyšiel jeho článok „Pokusy na rastlinných hybridoch“ v zborníku spoločnosti, ktorá položila základy genetiky ako samostatnej vedy. Toto je zriedkavý prípad v histórii poznania, keď jeden článok znamená zrod nového. vedeckej disciplíne. Prečo sa to takto považuje?

Práce na hybridizácii rastlín a štúdiu dedičnosti znakov u potomkov hybridov sa uskutočnili desaťročia pred Mendelom v r. rozdielne krajiny chovateľov aj botanikov. Fakty dominancie, štiepenia a kombinovania znakov boli zaznamenané a opísané najmä v pokusoch francúzskeho botanika C. Nodina. Dokonca aj Darwin, krížením odrôd hľadiakov rôznych v štruktúre kvetov, získal v druhej generácii pomer foriem blízky známemu mendelovskému rozdeleniu 3:1, ale videl v tom iba „rozmarnú hru síl dedičnosti“. Rozmanitosť rastlinných druhov a foriem prevzatých do experimentov zvýšila počet tvrdení, ale znížila ich platnosť. Význam alebo „duša faktov“ (výraz Henriho Poincarého) zostal nejasný až do Mendela.

Úplne iné dôsledky vyplynuli z Mendelovej sedemročnej práce, ktorá právom tvorí základ genetiky. Po prvé, vytvoril vedecké princípy pre popis a štúdium hybridov a ich potomkov (ktoré formy krížiť, ako vykonávať analýzu v prvej a druhej generácii). Mendel vyvinul a aplikoval algebraický systém symbolov a znakových zápisov, čo predstavovalo dôležitú koncepčnú inováciu. Po druhé, Mendel sformuloval dva základné princípy alebo zákony dedenia vlastností po generácie, ktoré umožňujú robiť predpovede. Nakoniec Mendel implicitne vyjadril myšlienku diskrétnosti a binárnosti dedičných sklonov: každý znak je riadený materským a otcovským párom sklonov (alebo génov, ako sa neskôr nazývali), ktoré sa prenášajú na hybridy prostredníctvom rodičovskej reprodukčnej bunky a nikde nezmiznú. Formy postáv sa navzájom neovplyvňujú, ale pri tvorbe zárodočných buniek sa rozchádzajú a následne sa voľne kombinujú v potomkoch (zákony štiepenia a spájania znakov). Párovanie sklonov, párovanie chromozómov, dvojitá špirála DNA - to je logický dôsledok a hlavná cesta vývoja genetiky 20. storočia na základe myšlienok Mendela.

Veľké objavy často nie sú okamžite rozpoznané

Hoci sa zborník Spoločnosti, v ktorom bol Mendelov článok uverejnený, dostal do 120 vedeckých knižníc a Mendel rozposlal ďalších 40 reprintov, jeho práca mala len jednu priaznivú odozvu – od K. Nägeliho, profesora botaniky z Mníchova. Nägeli sám pracoval na hybridizácii, zaviedol pojem „modifikácia“ a predložil špekulatívnu teóriu dedičnosti. Pochyboval však, že zákony identifikované na hrachu sú univerzálne a odporučil zopakovať experimenty na iných druhoch. Mendel s tým úctivo súhlasil. Ale jeho pokus zopakovať výsledky získané na hrachu na jastrabine, s ktorou Nägeli pracoval, bol neúspešný. Až po desaťročiach sa ukázalo prečo. Semená v jastrabine sa tvoria partenogeneticky, bez účasti pohlavného rozmnožovania. Existovali aj ďalšie výnimky z Mendelových princípov, ktoré boli interpretované oveľa neskôr. To je čiastočne dôvod chladného prijatia jeho tvorby. Počnúc rokom 1900, po takmer súbežnom publikovaní článkov troch botanikov - H. De Vriesa, K. Corrensa a E. Cermak-Zesenegga, ktorí nezávisle potvrdili Mendelove údaje vlastnými experimentmi, došlo k okamžitému výbuchu uznania jeho práce. . Rok 1900 sa považuje za rok zrodu genetiky.

Okolo paradoxného osudu objavenia a znovuobjavenia Mendelových zákonov sa vytvoril krásny mýtusže jeho dielo zostalo úplne neznáme a objavili ho len náhodou a nezávisle, o 35 rokov neskôr, traja znovuobjavitelia. V skutočnosti bola Mendelova práca v súhrne rastlinných hybridov z roku 1881 citovaná asi 15-krát a botanici o tom vedeli. Navyše, ako sa nedávno ukázalo pri rozbore zošitov K. Corrensa, už v roku 1896 čítal Mendelov článok a dokonca z neho napísal abstrakt, no vtedy ešte nerozumel jeho hlbokému významu a zabudol.

Štýl vykonávania experimentov a prezentovanie výsledkov v Mendelovom klasickom článku robí veľmi pravdepodobným predpokladom, že anglický matematický štatistik a genetik R. E. Fisher dospel v roku 1936: Mendel najprv intuitívne prenikol do „duše faktov“ a potom naplánoval sériu mnoho rokov experimentov, aby osvietený jeho nápad vyšiel na svetlo najlepšia cesta. Krása a prísnosť číselných pomerov foriem pri štiepení (3: 1 alebo 9: 3: 3: 1), harmónia, do ktorej bolo možné vtesnať chaos faktov v oblasti dedičnej premenlivosti, schopnosť robiť predpovede – to všetko vnútorne presvedčilo Mendela o univerzálnosti toho, čo našiel o hráchových zákonoch. Ostávalo už len presvedčiť vedeckú obec. Ale táto úloha je rovnako náročná ako samotný objav. Poznať fakty predsa neznamená rozumieť im. Veľký objav je vždy spojený s osobným poznaním, pocitmi krásy a celistvosti na základe intuitívnych a emocionálnych komponentov. Je ťažké sprostredkovať tento neracionálny typ vedomostí iným ľuďom, pretože si to vyžaduje úsilie a rovnakú intuíciu z ich strany.

Osud Mendelovho objavu – 35-ročné oneskorenie medzi samotným objavom a jeho uznaním v komunite – nie je paradoxom, ale skôr normou vo vede. Takže 100 rokov po Mendelovi, už v časoch rozkvetu genetiky, stihol podobný osud neuznania na 25 rokov objavenie B. mobile genetických prvkov. A to aj napriek tomu, že na rozdiel od Mendela bola v čase svojho objavu veľmi uznávanou vedkyňou a členkou americkej Národnej akadémie vied.

V roku 1868 bol Mendel zvolený za opáta kláštora a prakticky odišiel z vedeckej činnosti. Jeho archív obsahuje poznámky z meteorológie, včelárstva a lingvistiky. Na mieste kláštora v Brne dnes vzniklo Mendelovo múzeum; Vychádza špeciálny časopis „Folia Mendeliana“.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené na http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Rakúsky kňaz a botanik Gregor Johann Mendel položil základy vedy genetiky. Matematicky odvodil zákony genetiky, ktoré sú teraz pomenované po ňom.

Gregor Johann Mendel

Johann Mendel sa narodil 22. júla 1822 v rakúskom Heisendorfe. Ako dieťa začal prejavovať záujem o štúdium rastlín a životného prostredia. Po dvoch rokoch štúdia na Filozofickom inštitúte v Olmütz sa Mendel rozhodol vstúpiť do kláštora v Brünne. Stalo sa tak v roku 1843. Počas obradu tonzúry ako mních dostal meno Gregor. Už v roku 1847 sa stal kňazom.

Život duchovného pozostáva z viac než len modlitieb. Mendelovi sa podarilo venovať veľa času štúdiu a vede. V roku 1850 sa rozhodol urobiť skúšky, aby sa stal učiteľom, ale neuspel a získal „D“ z biológie a geológie. Mendel strávil roky 1851-1853 na Viedenskej univerzite, kde študoval fyziku, chémiu, zoológiu, botaniku a matematiku. Po návrate do Brunnu začal otec Gregor učiť v škole, hoci nikdy nezložil skúšku na učiteľa. V roku 1868 sa stal opátom Johann Mendel.

Mendel uskutočnil svoje experimenty, ktoré nakoniec viedli k senzačnému objavu zákonov genetiky, vo svojom malom farská záhrada od roku 1856. Treba poznamenať, že prostredie svätého otca prispelo vedecký výskum. Faktom je, že niektorí jeho priatelia mali veľmi dobré vzdelanie v oblasti prírodných vied. Často navštevovali rôzne vedecké semináre, na ktorej sa podieľal aj Mendel. Okrem toho mal kláštor veľmi bohatú knižnicu, ktorej stálicou bol, prirodzene, aj Mendel. Veľmi ho inšpirovala Darwinova kniha „O pôvode druhov“, no je s určitosťou známe, že Mendelove experimenty začali dávno pred vydaním tohto diela.

8. februára a 8. marca 1865 vystúpil Gregor (Johann) Mendel na stretnutiach Prírodovednej spoločnosti v Brünne, kde hovoril o svojich nezvyčajných objavoch v zatiaľ neznámej oblasti (ktorá sa neskôr stala známou ako genetika). Gregor Mendel robil pokusy na jednoduchom hrachu, neskôr sa však rozsah pokusných objektov výrazne rozšíril. Výsledkom bolo, že Mendel dospel k záveru, že rôzne vlastnosti konkrétnej rastliny alebo zvieraťa sa neobjavujú len tak zo vzduchu, ale závisia od „rodičov“. Informácie o týchto dedičných vlastnostiach sa prenášajú prostredníctvom génov (termín vymyslel Mendel, z ktorého je odvodený pojem „genetika“). Už v roku 1866 vyšla Mendelova kniha „Versuche uber Pflanzenhybriden“ („Pokusy s hybridmi rastlín“). Súčasníci však neocenili revolučnosť objavov skromného kňaza z Brunnu.

Mendelov vedecký výskum ho neodpútal od každodenných povinností. V roku 1868 sa stal opátom, mentorom celého kláštora. V tejto funkcii vynikajúco hájil záujmy cirkvi vôbec a kláštora Brunn zvlášť. Vedel sa dobre vyhýbať konfliktom s úradmi a vyhýbať sa nadmernému zdaňovaniu. Veľmi ho milovali farníci a študenti, mladí mnísi.

6. januára 1884 zomrel Gregorov otec (Johann Mendel). Pochovaný je v rodnom Brunne. Sláva vedca prišla k Mendelovi po jeho smrti, keď experimenty podobné jeho pokusom v roku 1900 nezávisle vykonali traja európski botanici, ktorí dospeli k podobným výsledkom ako Mendel.

Gregor Mendel - učiteľ alebo mních?

Mendelov osud po Teologickom inštitúte je už usporiadaný. Dvadsaťsedemročný kanonik, vysvätený za kňaza, dostal výbornú farnosť v Starom Brünne. Na skúšky na doktorát bohosloví sa pripravoval celý rok, keď v jeho živote nastanú vážne zmeny. Georg Mendel sa rozhodne dosť dramaticky zmeniť svoj osud a odmietne vykonávať bohoslužby. Rád by študoval prírodu a pre túto vášeň sa rozhodol pre miesto na gymnáziu Znaim, kde sa v tom čase otváral 7. ročník. Žiada o miesto „podprofesora“.

V Rusku je „profesor“ čisto univerzitný titul, ale v Rakúsku a Nemecku sa tento titul nazýval dokonca aj učiteľ prvákov. Gymnasium suplent - dá sa to preložiť skôr ako „bežný učiteľ“, „asistent učiteľa“. Mohol to byť človek s výbornými znalosťami predmetu, ale keďže nemal diplom, bol prijatý skôr dočasne.

Zachoval sa aj dokument, ktorý to vysvetľuje neobvyklé riešenie farár Mendel. Toto je oficiálny list biskupovi grófovi Schafgotschovi od opáta kláštora svätého Tomáša, preláta Nappa.“ Vaša milosrdná biskupská Eminencia! Vysoké cisársko-kráľovské zemské prezídium dekrétom č. Z 35338 z 28. septembra 1849 považovalo za najlepšie vymenovať kanonika Gregora Mendela za suplantéra na Znaimskom gymnáziu. “... Tento kanonik má bohabojný životný štýl, zdržanlivosť a cnostné správanie, úplne zodpovedajúce jeho hodnosti, spojené s veľkou oddanosťou vedám... Je však o niečo menej vhodný na starostlivosť o duše laikov, lebo keď sa raz ocitne pri lôžku chorých, ako pri pohľade na jeho utrpenie, zachváti nás neprekonateľný zmätok a z toho aj on sám nebezpečne ochorie, čo ma núti vzdať sa povinnosti spovedníka. “

A tak na jeseň roku 1849 prišiel do Znaimu kanonik a podporovateľ Mendel, aby začal nové povinnosti. Mendel zarába o 40 percent menej ako jeho kolegovia, ktorí mali tituly. Jeho kolegovia ho rešpektujú a študenti ho milujú. Na gymnáziu však neučí prírodovedné predmety, ale klasickú literatúru, staroveké jazyky a matematiku. Potrebujete diplom. To umožní vyučovať botaniku a fyziku, mineralógiu a prírodná história. K diplomu viedli 2 cesty. Jedna je vyštudovať univerzitu, druhá cesta - kratšia - je zložiť vo Viedni skúšky pred osobitnou komisiou cisárskeho ministerstva pre kult a výchovu za právo vyučovať také a onaké predmety v takých a takých triedach.

Mendelove zákony

Cytologické základy Mendelových zákonov sú založené na:

* párovanie chromozómov (párovanie génov, ktoré určujú možnosť vzniku akéhokoľvek znaku)

* znaky meiózy (procesy vyskytujúce sa v meióze, ktoré zabezpečujú nezávislú divergenciu chromozómov s génmi na nich umiestnenými do rôznych plusov bunky a potom do rôznych gamét)

* znaky procesu oplodnenia (náhodná kombinácia chromozómov nesúcich jeden gén z každého alelického páru)

Mendelova vedecká metóda

Základné vzorce prenosu dedičných vlastností z rodičov na potomkov stanovil G. Mendel v druhej polovici 19. storočia. Krížil rastliny hrachu, ktoré sa líšili v jednotlivých črtách, a na základe získaných výsledkov odôvodnil myšlienku existencie dedičných sklonov zodpovedných za prejav vlastností. Mendel vo svojich prácach použil metódu hybridologickej analýzy, ktorá sa stala univerzálnou pri štúdiu vzorcov dedičnosti znakov u rastlín, zvierat a ľudí.

Na rozdiel od svojich predchodcov, ktorí sa snažili sledovať dedičnosť mnohých charakteristík organizmu v súhrne, Mendel študoval tento zložitý jav analyticky. Sledoval dedičnosť len jedného páru alebo nie veľké číslo alternatívne (vzájomne sa vylučujúce) dvojice znakov v odrodách záhradného hrachu, a to: biele a červené kvety; nízke a vysoký rast; žlté a zelené, hladké a zvrásnené semená hrachu atď. Takéto kontrastné vlastnosti sa nazývajú alely a výrazy „alela“ a „gén“ sa používajú ako synonymá.

Na kríženie Mendel použil čisté línie, teda potomstvo jednej samoopelivé rastliny, v ktorej je zachovaná podobná sada génov. Každý z týchto riadkov nespôsobil rozdelenie znakov. V metodike hybridologickej analýzy bolo významné aj to, že Mendel ako prvý presne vypočítal počet potomkov - hybridov s rôznymi vlastnosťami, t. j. získané výsledky matematicky spracoval a zadal na záznam. rôzne možnosti kríženie symbolov akceptovaných v matematike: A, B, C, D atď. Týmito písmenami označil príslušné dedičné faktory.

V modernej genetike sú akceptované nasledujúce konvencie pre kríženie: rodičovské formy - P; hybridy prvej generácie získané krížením - F1; hybridy druhej generácie - F2, tretej - F3 atď. Samotné kríženie dvoch jedincov je označené znakom x (napríklad: AA x aa).

Z mnohých rôznych znakov krížených hrachových rastlín Mendel vo svojom prvom experimente zohľadnil dedičnosť iba jedného páru: žltých a zelených semien, červených a bielych kvetov atď. Takéto kríženie sa nazýva monohybrid. Ak sa zistí dedičnosť dvoch párov znakov, napríklad žltých hladkých semien hrachu jednej odrody a zelených vrásčitých semien druhej, potom sa kríženie nazýva dihybrid. Ak vezmeme do úvahy tri a väčšie číslo párov znakov sa kríženie nazýva polyhybrid.

Vzory dedenia vlastností

Alely sú označené písmenami latinskej abecedy, pričom Mendel niektoré črty označil za dominantné (prevládajúce) a označil ich veľkými písmenami - A, B, C atď., iné - recesívne (nižšie, potlačené), ktoré označil malými písmenami. - a , in, with atď. Keďže každý chromozóm (nositeľ alely alebo génu) obsahuje len jednu z dvoch alel a homologické chromozómy sú vždy párované (jeden otcovský, druhý materský), v diploidných bunkách je vždy pár alel: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb atď. Jedince a ich bunky, ktoré majú vo svojich homológnych chromozómoch pár identických alel (AA alebo aa), sa nazývajú homozygotné. Môžu tvoriť iba jeden typ zárodočných buniek: buď gaméty s alelou A alebo gaméty s alelou a. Jedinci, ktorí majú v homológnych chromozómoch svojich buniek dominantné aj recesívne gény Aa, sa nazývajú heterozygoti; Keď zárodočné bunky dozrievajú, tvoria dva typy gamét: gaméty s alelou A a gaméty s alelou a. U heterozygotných organizmov sa dominantná alela A, ktorá sa prejavuje fenotypovo, nachádza na jednom chromozóme a recesívna alela a, potlačená dominantou, je v zodpovedajúcej oblasti (lokusu) iného homológneho chromozómu. V prípade homozygotnosti každá z páru alel odráža buď dominantný (AA) alebo recesívny (aa) stav génov, čo sa prejaví v oboch prípadoch. Koncept dominantných a recesívnych dedičných faktorov, ktorý prvýkrát použil Mendel, je pevne zavedený v modernej genetike. Neskôr boli zavedené pojmy genotyp a fenotyp. Genotyp je súhrn všetkých génov, ktoré daný organizmus má. Fenotyp je súhrn všetkých znakov a vlastností organizmu, ktoré sa odhaľujú v procese individuálneho vývoja za daných podmienok. Pojem fenotyp sa vzťahuje na akékoľvek vlastnosti organizmu: vlastnosti vonkajšia štruktúra, fyziologické procesy, správanie a pod.. Fenotypový prejav znakov sa vždy realizuje na základe interakcie genotypu s komplexom vnútorných a vonkajších faktorov prostredia.

Mendelove tri zákony

mendelovo vedecké kríženie dedičstva

G. Mendel sformuloval na základe analýzy výsledkov monohybridného kríženia pravidlá (neskôr sa stali známymi ako zákony). Ako sa ukázalo, pri krížení rastlín dvoch čistých línií hrachu so žltými a zelenými semenami v prvej generácii (F1) boli všetky hybridné semená žlté. V dôsledku toho bol znak žltej farby semien dominantný. IN doslovný výraz píše sa to takto: R AA x aa; všetky gaméty jedného rodiča sú A, A, ostatné - a, a, možná kombinácia týchto gamét v zygotách sa rovná štyrom: Aa, Aa, Aa, Aa, t.j. vo všetkých F1 hybridoch je úplná prevaha jedna vlastnosť nad druhou - všetky semená sú žlté. Podobné výsledky získal Mendel pri analýze dedičnosti ďalších šiestich párov študovaných znakov. Mendel na základe toho sformuloval pravidlo dominancie, čiže prvý zákon: pri monohybridnom krížení sa všetci potomkovia v prvej generácii vyznačujú uniformitou vo fenotype a genotype – farba semien je žltá, kombinácia alel vo všetkých hybridy je Aa. Tento vzor sa potvrdzuje aj v prípadoch, keď neexistuje úplná dominancia: napríklad pri krížení rastliny nočnej krásy s červenými kvetmi (AA) s rastlinou s bielymi kvetmi (aa) majú všetky hybridy fi (Aa) kvety, ktoré nie sú červené a ružové - ich farba má strednú farbu, ale jednotnosť je úplne zachovaná. Po Mendelovej práci sa ukázala stredná povaha dedičnosti u hybridov F1 nielen u rastlín, ale aj u zvierat, preto sa zákon dominancie – prvý Mendelov zákon – bežne nazýva aj zákon uniformity hybridov prvej generácie. Zo semien získaných z F1 hybridov Mendel vypestoval rastliny, ktoré buď medzi sebou krížil, alebo im umožnil samoopelenie. Medzi potomkami F2 sa odhalilo rozdelenie: v druhej generácii boli žlté aj zelené semená. Celkovo Mendel pri svojich pokusoch získal 6022 žltých a 2001 zelených semien, ich číselný pomer je približne 3:1. Rovnaké číselné pomery boli získané pre ďalších šesť párov znakov rastlín hrachu, ktoré študoval Mendel. V dôsledku toho je druhý Mendelov zákon formulovaný nasledovne: pri krížení hybridov prvej generácie ich potomkovia dávajú segregáciu v pomere 3:1 s úplnou dominanciou a v pomere 1:2:1 so strednou dedičnosťou (neúplná dominancia ). Schéma tohto experimentu v doslovnom vyjadrení vyzerá takto: P Aa x Aa, ich gaméty A a I, možná kombinácia gamét sú štyri: AA, 2Aa, aa, t.j. 75 % všetkých semien v F2 má jednu alebo dve dominantné alely, mali žltú farbu a 25 % bolo zelených. To, že sa u nich objavujú recesívne znaky (obe alely sú recesívne-aa) svedčí o tom, že tieto znaky, ako aj gény, ktoré ich riadia, nezanikajú, nemiešajú sa s dominantnými znakmi v hybridnom organizme, ich aktivita je potlačená tzv. pôsobenie dominantných génov. Ak sú v tele prítomné oba gény, ktoré sú pre danú vlastnosť recesívne, potom ich pôsobenie nie je potlačené a prejavia sa vo fenotype. Genotyp hybridov v F2 má pomer 1:2:1.

Pri následných kríženiach sa potomstvo F2 správa odlišne: 1) zo 75 % rastlín s dominantnými znakmi (s genotypmi AA a Aa) je 50 % heterozygotných (Aa), a preto v F3 poskytnú rozdelenie 3:1, 2) 25 % rastlín je homozygotných podľa dominantného znaku (AA) a pri samoopelení vo Fz nevyvolávajú štiepenie; 3) 25 % semien je homozygotných pre recesívny znak (aa), majú zelenú farbu a pri samoopelení v F3 neštiepia znaky.

Na vysvetlenie podstaty fenoménu uniformity hybridov prvej generácie a štiepenia znakov u hybridov druhej generácie predložil Mendel hypotézu čistoty gamét: každý heterozygotný hybrid (Aa, Bb atď.) tvorí „čistý gaméty nesúce iba jednu alelu: buď A alebo a, čo bolo následne plne potvrdené v cytologických štúdiách. Ako je známe, počas dozrievania zárodočných buniek u heterozygotov skončia homológne chromozómy v rôznych gamétach, a preto budú gaméty obsahovať jeden gén z každého páru.

Testovacie kríženie sa používa na určenie heterozygotnosti hybridu pre konkrétny pár znakov. V tomto prípade sa hybrid prvej generácie skríži s rodičom homozygotným pre recesívny gén (aa). Takéto kríženie je nevyhnutné, pretože vo väčšine prípadov sa homozygotní jedinci (AA) fenotypovo nelíšia od heterozygotných jedincov (Aa) (semená hrachu z AA a Aa sú žlté). Medzitým v praxi šľachtenia nových plemien zvierat a odrôd rastlín nie sú heterozygotní jedinci vhodní ako počiatoční jedinci, pretože pri krížení ich potomstvo spôsobí štiepenie. Potrebné sú len homozygotné jedince. Diagram analýzy kríženia v doslovnom vyjadrení možno zobraziť dvoma spôsobmi:

heterozygotný hybridný jedinec (Aa), fenotypovo nerozoznateľný od homozygota, sa kríži s homozygotným recesívnym jedincom (aa): P Aa x aa: ich gaméty sú A, a a a,a, rozdelenie v F1: Aa, Aa, aa, aa, t e sa pozoruje rozdelenie 2:2 alebo 1:1 u potomstva, čo potvrdzuje heterozygotnosť testovaného jedinca;

2) hybridný jedinec je homozygotný pre dominantné znaky (AA): P AA x aa; ich gaméty sú A A a a, a; u F1 potomstva nedochádza k žiadnemu štiepeniu

Účelom dihybridného kríženia je sledovať dedičnosť dvoch párov znakov súčasne. Počas tohto kríženia Mendel vytvoril ďalší dôležitý vzorec: nezávislú divergenciu alel a ich voľnú alebo nezávislú kombináciu, neskôr nazývanú Mendelov tretí zákon. Východiskovým materiálom boli odrody hrachu so žltými hladkými semenami (AABB) a zelenými vrásčitými (aavv); prvé sú dominantné, druhé recesívne. Hybridné rastliny z f1 si zachovali uniformitu: mali žlté hladké semená, boli heterozygotné a ich genotyp bol AaBb. Každá z týchto rastlín produkuje počas meiózy štyri typy gamét: AB, Av, aB, aa. Na určenie kombinácií týchto typov gamét a zohľadnenie výsledkov štiepenia sa teraz používa Punnettova mriežka. V tomto prípade sú genotypy gamét jedného rodiča umiestnené horizontálne nad mriežkou a genotypy gamét druhého rodiča sú umiestnené vertikálne na ľavom okraji mriežky (obr. 20). Štyri kombinácie jedného a druhého typu gaméty v F2 môžu poskytnúť 16 variantov zygot, ktorých analýza potvrdzuje náhodnú kombináciu genotypov každej z gamét jedného a druhého rodiča, čo vedie k rozdeleniu znakov podľa fenotypu v pomer 9:3:3:1.

Je dôležité zdôrazniť, že boli odhalené nielen vlastnosti rodičovských foriem, ale aj nové kombinácie: žltá vráskavá (AAbb) a zelená hladká (aaBB). Semená žltého hladkého hrachu sú fenotypovo podobné potomkom prvej generácie z dihybridného kríženia, ale ich genotyp môže mať rôzne možnosti: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; nové kombinácie genotypov sa ukázali byť fenotypovo zelené hladké - aaBB, aaBB a fenotypicky žlto vrásčité - AAbb, Aavv; Fenotypovo majú zelené vráskavé jeden genotyp, aabb. Pri tomto krížení sa tvar semien dedí bez ohľadu na ich farbu. Uvažovaných 16 variantov kombinácií alel v zygotách ilustruje kombinačnú variabilitu a nezávislé delenie párov alel, t.j. (3:1)2.

Nezávislá kombinácia génov a na nej založené rozdelenie v F2 v pomere. 9:3:3:1 sa neskôr potvrdilo pre veľký počet zvierat a rastlín, ale za dvoch podmienok:

1) dominancia musí byť úplná (pri neúplnej dominancii a iných formách interakcie génov majú číselné pomery iné vyjadrenie); 2) nezávislé štiepenie je použiteľné pre gény lokalizované na rôznych chromozómoch.

Tretí Mendelov zákon možno formulovať nasledovne: členovia jedného páru alel sú v meióze oddelené nezávisle od členov ostatných párov, pričom sa v gamétach kombinujú náhodne, ale vo všetkých možných kombináciách (pri monohybridnom krížení boli 4 takéto kombinácie, pričom dahybrid - 16, s trihybridným krížením heterozygoti tvoria 8 typov gamét, pre ktoré je možných 64 kombinácií atď.).

Uverejnené na www.allbest.

Podobné dokumenty

Princípy prenosu dedičných vlastností z rodičovských organizmov na ich potomkov, vyplývajúce z experimentov Gregora Mendela. Kríženie dvoch geneticky odlišných organizmov. Dedičnosť a premenlivosť, ich typy. Pojem normy reakcie.

abstrakt, pridaný 22.07.2015


Typy dedičnosti vlastností. Mendelove zákony a podmienky ich prejavu. Podstata hybridizácie a kríženia. Analýza výsledkov polyhybridného kríženia. Hlavné ustanovenia hypotézy „Čistota gamét“ od W. Batesona. Príklad riešenia typické úlohy o prechode.

prezentácia, pridané 11.06.2013


Dihybridné a polyhybridné kríženie, vzory dedičnosti, priebeh kríženia a štiepenia. Viazané dedičstvo, nezávislé rozdelenie dedičných faktorov (2. Mendelov zákon). Interakcia génov, pohlavné rozdiely v chromozómoch.

abstrakt, pridaný 13.10.2009


Koncept dihybridného kríženia organizmov, ktoré sa líšia dvoma pármi alternatívnych znakov (dva páry alel). Objav vzorcov dedičnosti monogénnych znakov rakúskym biológom Mendelom. Mendelove zákony dedenia vlastností.

prezentácia, pridané 22.03.2012


Mechanizmy a vzorce dedenia vlastností. Riadky kontrastných párov rodičovských znakov pre rastliny. Alternatívne charakteristiky melónu a melónu. Pokusy na rastlinných hybridoch od Gregora Mendela. Experimentálne štúdie Sazhre.

prezentácia, pridané 02.05.2013


Zákony dedenia vlastností. Základné vlastnosti živých organizmov. Dedičnosť a variabilita. Klasický príklad monohybridný kríženec. Dominantné a recesívne vlastnosti. Experimenty Mendela a Morgana. Chromozomálna teória dedičnosti.

prezentácia, pridané 20.03.2012


Genetika a evolúcia, klasické zákony G. Mendela. Zákon uniformity hybridov prvej generácie. Zákon štiepenia. Zákon nezávislej kombinácie (dedičnosti) vlastností. Uznanie Mendelových objavov, význam Mendelovej práce pre rozvoj genetiky.

abstrakt, pridaný 29.03.2003


Pokusy Gregora Mendela na rastlinných hybridoch v roku 1865. Výhody záhradného hrachu ako objektu pre experimenty. Definícia pojmu monohybridné kríženie ako hybridizácia organizmov, ktoré sa líšia jedným párom alternatívnych znakov.

prezentácia, pridané 30.03.2012


Základné zákony dedičnosti. Základné zákonitosti dedenia znakov podľa G. Mendela. Zákony uniformity hybridov prvej generácie, rozdelenie do fenotypových tried hybridov druhej generácie a nezávislá kombinácia génov.

kurzová práca, pridané 25.02.2015


Dedičnosť a premenlivosť organizmov ako predmet štúdia genetiky. Objav Gregora Mendela o zákonoch dedenia vlastností. Hypotéza o dedičnom prenose diskrétnych dedičných faktorov z rodičov na potomkov. Pracovné metódy vedcov.

Rakúsky kňaz a botanik Gregor Johann Mendel položil základy vedy genetiky. Matematicky odvodil zákony genetiky, ktoré sú teraz pomenované po ňom.

Johann Mendel sa narodil 22. júla 1822 v rakúskom Heisendorfe. Ako dieťa začal prejavovať záujem o štúdium rastlín a životného prostredia. Po dvoch rokoch štúdia na Filozofickom inštitúte v Olmütz sa Mendel rozhodol vstúpiť do kláštora v Brünne. Stalo sa tak v roku 1843. Počas obradu tonzúry ako mních dostal meno Gregor. Už v roku 1847 sa stal kňazom.

Život duchovného pozostáva z viac než len modlitieb. Mendelovi sa podarilo venovať veľa času štúdiu a vede. V roku 1850 sa rozhodol urobiť skúšky, aby sa stal učiteľom, ale neuspel a získal „D“ z biológie a geológie. Mendel strávil roky 1851-1853 na Viedenskej univerzite, kde študoval fyziku, chémiu, zoológiu, botaniku a matematiku. Po návrate do Brunnu začal otec Gregor učiť v škole, hoci nikdy nezložil skúšku na učiteľa. V roku 1868 sa stal opátom Johann Mendel.

Mendel vykonával svoje experimenty, ktoré nakoniec viedli k senzačnému objavu zákonov genetiky, vo svojej malej farskej záhrade od roku 1856. Treba poznamenať, že prostredie svätého otca prispelo k vedeckému výskumu. Faktom je, že niektorí jeho priatelia mali veľmi dobré vzdelanie v oblasti prírodných vied. Často navštevovali rôzne vedecké semináre, ktorých sa zúčastnil aj Mendel. Okrem toho mal kláštor veľmi bohatú knižnicu, ktorej stálicou bol, prirodzene, aj Mendel. Veľmi ho inšpirovala Darwinova kniha „O pôvode druhov“, no je s určitosťou známe, že Mendelove experimenty začali dávno pred vydaním tohto diela.

8. februára a 8. marca 1865 vystúpil Gregor (Johann) Mendel na stretnutiach Prírodovednej spoločnosti v Brünne, kde hovoril o svojich nezvyčajných objavoch v zatiaľ neznámej oblasti (ktorá sa neskôr stala známou ako genetika). Gregor Mendel robil pokusy na jednoduchom hrachu, neskôr sa však rozsah pokusných objektov výrazne rozšíril. Výsledkom bolo, že Mendel dospel k záveru, že rôzne vlastnosti konkrétnej rastliny alebo zvieraťa sa neobjavujú len tak zo vzduchu, ale závisia od „rodičov“. Informácie o týchto dedičných vlastnostiach sa prenášajú prostredníctvom génov (termín vymyslel Mendel, z ktorého je odvodený pojem „genetika“). Už v roku 1866 vyšla Mendelova kniha „Versuche uber Pflanzenhybriden“ („Pokusy s hybridmi rastlín“). Súčasníci však neocenili revolučnosť objavov skromného kňaza z Brunnu.

Mendelov vedecký výskum ho neodpútal od každodenných povinností. V roku 1868 sa stal opátom, mentorom celého kláštora. V tejto funkcii vynikajúco hájil záujmy cirkvi vôbec a kláštora Brunn zvlášť. Vedel sa dobre vyhýbať konfliktom s úradmi a vyhýbať sa nadmernému zdaňovaniu. Veľmi ho milovali farníci a študenti, mladí mnísi.

6. januára 1884 zomrel Gregorov otec (Johann Mendel). Pochovaný je v rodnom Brunne. Sláva vedca prišla k Mendelovi po jeho smrti, keď experimenty podobné jeho pokusom v roku 1900 nezávisle vykonali traja európski botanici, ktorí dospeli k podobným výsledkom ako Mendel.

Gregor Mendel - učiteľ alebo mních?

Mendelov osud po Teologickom inštitúte je už usporiadaný. Dvadsaťsedemročný kanonik, vysvätený za kňaza, dostal výbornú farnosť v Starom Brünne. Na skúšky na doktorát bohosloví sa pripravoval celý rok, keď v jeho živote nastanú vážne zmeny. Georg Mendel sa rozhodne dosť dramaticky zmeniť svoj osud a odmietne vykonávať bohoslužby. Rád by študoval prírodu a pre túto vášeň sa rozhodol pre miesto na gymnáziu Znaim, kde sa v tom čase otváral 7. ročník. Žiada o miesto „podprofesora“.

V Rusku je „profesor“ čisto univerzitný titul, ale v Rakúsku a Nemecku sa tento titul nazýval dokonca aj učiteľ prvákov. Gymnasium suplent - dá sa to preložiť skôr ako „bežný učiteľ“, „asistent učiteľa“. Mohol to byť človek s výbornými znalosťami predmetu, ale keďže nemal diplom, bol prijatý skôr dočasne.

Zachoval sa aj dokument vysvetľujúci takéto nezvyčajné rozhodnutie pastora Mendela. Toto je oficiálny list biskupovi grófovi Schafgotschovi od opáta kláštora svätého Tomáša, preláta Nappa.“ Vaša milosrdná biskupská Eminencia! Vysoké cisársko-kráľovské zemské prezídium dekrétom č. Z 35338 z 28. septembra 1849 považovalo za najlepšie vymenovať kanonika Gregora Mendela za suplantéra na Znaimskom gymnáziu. “... Tento kanonik má bohabojný životný štýl, zdržanlivosť a cnostné správanie, úplne zodpovedajúce jeho hodnosti, spojené s veľkou oddanosťou vedám... Je však o niečo menej vhodný na starostlivosť o duše laikov, lebo keď sa raz ocitne pri lôžku chorých, ako pri pohľade na jeho utrpenie, zachváti nás neprekonateľný zmätok a z toho aj on sám nebezpečne ochorie, čo ma núti vzdať sa povinnosti spovedníka. “

A tak na jeseň roku 1849 prišiel do Znaimu kanonik a podporovateľ Mendel, aby začal nové povinnosti. Mendel zarába o 40 percent menej ako jeho kolegovia, ktorí mali tituly. Jeho kolegovia ho rešpektujú a študenti ho milujú. Na gymnáziu však neučí prírodovedné predmety, ale klasickú literatúru, staroveké jazyky a matematiku. Potrebujete diplom. To umožní vyučovať botaniku a fyziku, mineralógiu a prírodopis. K diplomu viedli 2 cesty. Jedna je vyštudovať univerzitu, druhá cesta - kratšia - je zložiť vo Viedni skúšky pred osobitnou komisiou cisárskeho ministerstva pre kult a výchovu za právo vyučovať také a onaké predmety v takých a takých triedach.

Mendelove zákony

Cytologické základy Mendelových zákonov sú založené na:

Párovanie chromozómov (párovanie génov, ktoré určujú možnosť rozvoja akejkoľvek vlastnosti)

Vlastnosti meiózy (procesy vyskytujúce sa v meióze, ktoré zabezpečujú nezávislú divergenciu chromozómov s génmi, ktoré sa na nich nachádzajú, do rôznych plusov bunky a potom do rôznych gamét)

Vlastnosti procesu oplodnenia (náhodná kombinácia chromozómov nesúcich jeden gén z každého alelického páru)

Mendelova vedecká metóda

Základné vzorce prenosu dedičných vlastností z rodičov na potomkov stanovil G. Mendel v druhej polovici 19. storočia. Krížil rastliny hrachu, ktoré sa líšili v jednotlivých črtách, a na základe získaných výsledkov odôvodnil myšlienku existencie dedičných sklonov zodpovedných za prejav vlastností. Mendel vo svojich prácach použil metódu hybridologickej analýzy, ktorá sa stala univerzálnou pri štúdiu vzorcov dedičnosti znakov u rastlín, zvierat a ľudí.

Na rozdiel od svojich predchodcov, ktorí sa snažili sledovať dedičnosť mnohých charakteristík organizmu v súhrne, Mendel študoval tento zložitý jav analyticky. Pozoroval dedičnosť len jedného páru alebo malého počtu alternatívnych (vzájomne sa vylučujúcich) párov znakov v odrodách hrachu záhradného, ​​a to: biele a červené kvety; nízky a vysoký rast; žlté a zelené, hladké a zvrásnené semená hrachu atď. Takéto kontrastné vlastnosti sa nazývajú alely a výrazy „alela“ a „gén“ sa používajú ako synonymá.

Na kríženie Mendel použil čisté línie, teda potomstvo jednej samoopelivé rastliny, v ktorej je zachovaná podobná sada génov. Každý z týchto riadkov nespôsobil rozdelenie znakov. V metodológii hybridologickej analýzy bolo významné aj to, že Mendel ako prvý presne vypočítal počet potomkov - hybridov s rôznymi vlastnosťami, t. j. získané výsledky matematicky spracoval a zaviedol symboliku akceptovanú v matematike na zaznamenávanie rôznych možností kríženia: A, B, C, D atď. Týmito písmenami označil príslušné dedičné faktory.

V modernej genetike sú akceptované nasledujúce konvencie pre kríženie: rodičovské formy - P; hybridy prvej generácie získané krížením - F1; hybridy druhej generácie - F2, tretej - F3 atď. Samotné kríženie dvoch jedincov je označené znakom x (napríklad: AA x aa).

Z mnohých rôznych znakov krížených hrachových rastlín Mendel vo svojom prvom experimente zohľadnil dedičnosť iba jedného páru: žltých a zelených semien, červených a bielych kvetov atď. Takéto kríženie sa nazýva monohybrid. Ak sa zistí dedičnosť dvoch párov znakov, napríklad žltých hladkých semien hrachu jednej odrody a zelených vrásčitých semien druhej, potom sa kríženie nazýva dihybrid. Ak sa berú do úvahy tri alebo viac párov znakov, kríženie sa nazýva polyhybrid.

Vzory dedenia vlastností

Alely sú označené písmenami latinskej abecedy, pričom Mendel niektoré črty označil za dominantné (prevládajúce) a označil ich veľkými písmenami - A, B, C atď., iné - recesívne (nižšie, potlačené), ktoré označil malými písmenami. - a, c, c atď. Keďže každý chromozóm (nosič alely alebo génu) obsahuje iba jednu z dvoch alel a homológne chromozómy sú vždy spárované (jeden otcovský, druhý materský), diploidné bunky majú vždy pár alel: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb atď. Jedince a ich bunky, ktoré majú vo svojich homológnych chromozómoch pár identických alel (AA alebo aa), sa nazývajú homozygotné. Môžu tvoriť iba jeden typ zárodočných buniek: buď gaméty s alelou A alebo gaméty s alelou a. Jedinci, ktorí majú v homológnych chromozómoch svojich buniek dominantné aj recesívne gény Aa, sa nazývajú heterozygoti; Keď zárodočné bunky dozrievajú, tvoria dva typy gamét: gaméty s alelou A a gaméty s alelou a. U heterozygotných organizmov sa dominantná alela A, ktorá sa prejavuje fenotypovo, nachádza na jednom chromozóme a recesívna alela a, potlačená dominantou, je v zodpovedajúcej oblasti (lokusu) iného homológneho chromozómu. V prípade homozygotnosti každá z páru alel odráža buď dominantný (AA) alebo recesívny (aa) stav génov, čo sa prejaví v oboch prípadoch. Koncept dominantných a recesívnych dedičných faktorov, ktorý prvýkrát použil Mendel, je pevne zavedený v modernej genetike. Neskôr boli zavedené pojmy genotyp a fenotyp. Genotyp je súhrn všetkých génov, ktoré daný organizmus má. Fenotyp je súhrn všetkých znakov a vlastností organizmu, ktoré sa odhaľujú v procese individuálneho vývoja za daných podmienok. Pojem fenotyp sa vzťahuje na akékoľvek vlastnosti organizmu: znaky vonkajšej štruktúry, fyziologické procesy, správanie atď. Fenotypový prejav charakteristík sa vždy realizuje na základe interakcie genotypu s komplexom vnútorného a vonkajšieho prostredia. faktory.

Mendel Johann Gregor (1822 až 1884) – augustiniánsky mních, nositeľ čestného cirkevného titulu, zakladateľ slávneho „Mendelovho zákona“ (náuky o dedičnosti), rakúsky biológ a prírodovedec.
Je považovaný za prvého výskumníka pri počiatkoch modernej genetiky.

Informácie o narodení a detstve Gregora Mendela

Gregor Mendel sa narodil 20. júla 1822 v malom vidieckom mestečku Heinzendorf vo vnútrozemí Rakúskeho cisárstva. Mnohé zdroje uvádzajú, že dátum jeho narodenia je 22. júl, ale toto tvrdenie je chybné v tento deň, keď bol pokrstený.
Johann vyrastal a bol vychovaný v roľníckej rodine nemecko-slovanského pôvodu, bol najmladšie dieťa Rosina a Anton Mendel.

Štúdium a náboženské aktivity

S nízky vek Budúci vedec začal prejavovať záujem o prírodu. Po ukončení dedinskej školy vstúpil Johann na gymnázium v ​​meste Troppau a študoval tam šesť tried až do roku 1840. Po prijatí základné vzdelanie, v roku 1841 vstúpil na univerzitu v Olmutz na filozofické kurzy. Finančná situácia Johannova rodina sa v týchto rokoch veľmi zhoršila a on sa musel o seba postarať sám. Po absolvovaní filozofických kurzov koncom roku 1843 sa Johann Mendel rozhodne stať sa novicom v augustiniánskom kláštore v Brünne, kde čoskoro prijme meno Gregor.
Ďalšie štyri roky (1844 – 1848) študoval zvedavý mladík na teologickom inštitúte. V roku 1847 sa Johann Mendel stal kňazom.
Vďaka obrovskej knižnici dostupnej v augustiniánskom kláštore svätého Tomáša, bohatej na staroveké zväzky, vedecké a filozofické diela mysliteľov sa Gregorovi podarilo samostatne študovať mnohé doplnkové vedy a vyplniť medzery vo vedomostiach. Po ceste prečítaný študent neraz vystriedal učiteľov jednej zo škôl v ich neprítomnosti.
V roku 1848 pri učiteľských skúškach dostal Gregor Mendel nečakane negatívne výsledky z viacerých predmetov (geológie a biológie). Nasledujúce tri roky (1851-1853) pôsobil ako učiteľ gréčtiny, latinčiny a matematiky na gymnáziu v meste Znaim.

Opát kláštora svätého Tomáša, ktorý vidí Mendelov silný záujem o vedu, mu pomáha pokračovať v štúdiu na Viedenskej univerzite pod vedením rakúskeho cytológa Ungera Franza. Práve semináre na tejto univerzite vzbudili v Johannovi záujem o proces kríženia (hybridizácie) rastlín.
Johann ešte ako neskúsený kvalifikovaný odborník dostal v roku 1854 miesto na krajinskej škole v Brünne a začal tam vyučovať fyziku a históriu. V roku 1856 sa ešte niekoľkokrát pokúsil zložiť skúšku z biológie, no výsledky boli tentoraz neuspokojivé.

Príspevok ku genetike, prvé objavy

Mendel, ktorý pokračoval vo svojej pedagogickej činnosti a ďalej študoval mechanizmus zmien v rastových procesoch a vlastnostiach rastlín, začal vykonávať rozsiahle experimenty v kláštornej záhrade. V období rokov 1856 až 1863 sa mu krížením na príklade hrachu podarilo zistiť zákonitosť mechanizmov dedenia rastlinných hybridov.

Vedecké práce

Začiatkom roku 1865 Johann predložil údaje zo svojich prác rade skúsených prírodovedcov v Brunne. O rok a pol neskôr vyšli jeho práce s názvom „Experimenty na rastlinných hybridoch“. Po objednaní niekoľkých desiatok publikovaných kópií svojej práce ich poslal významným biologickým výskumníkom. Ale tieto diela nevzbudili veľký záujem.
Tento prípad možno nazvať skutočne zriedkavým v histórii ľudstva. Diela veľkého vedca sa stali začiatkom narodenia nová veda, ktorý sa stal základom modernej genetiky. Predtým, ako sa objavila jeho práca, bolo veľa pokusov o hybridizáciu, ale neboli také úspešné.

Po tom, čo urobil zásadný objav a nevidel oň žiadny záujem zo strany vedeckej komunity, Johann sa pokúsil krížiť iné druhy. Svoje pokusy začal vykonávať na včelách a rastlinách z čeľade Asteraceae. Bohužiaľ, pokusy boli neúspešné; Hlavným dôvodom boli reprodukčné vlastnosti včiel a rastlín, o ktorých veda v tej dobe nič nevedela a nebola možnosť ich brať do úvahy. V konečnom dôsledku bol Johann Mendel zo svojho objavu rozčarovaný a prestal sa venovať ďalšiemu výskumu v oblasti biológie.

Zavŕšenie vedeckej tvorivosti a posledné roky života

Po získaní čestného kostola, katolíckeho titulu v roku 1868, sa Mendel stal opátom slávneho starobrnenského kláštora, kde strávil zvyšok svojho života.

Johann Gregor Mendel zomrel 6. januára 1884 v Českej republike, meste Brunn (v súčasnosti mesto Brno).
Počas jeho života boli jeho práce 15 rokov publikované vo vedeckých správach. O usilovná práca Vedca poznali mnohí botanici, no jeho aktivity nebrali vážne. Význam veľkého objavu, ktorý urobil, si uvedomil až na konci dvadsiateho storočia s rozvojom genetiky.
V Starobrnenskom kláštore mu na pamiatku postavili pomník a pamätnú tabuľu so slovami: „Príde môj čas“. Originály diel, rukopisov a predmetov, ktoré použil, sú v Mendelovom múzeu v Brne.

Gregor Mendel (1822-1884).

Rakúsko-uhorský vedec Gregor Mendel je právom považovaný za zakladateľa vedy o dedičnosti – genetiky. Práca výskumníka, „znovuobjavená“ až v roku 1900, priniesla Mendelovi posmrtnú slávu a slúžila ako začiatok novej vedy, ktorá sa neskôr nazývala genetika. Do konca sedemdesiatych rokov 20. storočia sa genetika pohybovala najmä po ceste vydláždenej Mendelom a až keď sa vedci naučili čítať sekvenciu nukleových báz v molekulách DNA, dedičnosť sa začala skúmať nie analýzou výsledkov hybridizácie, ale spoliehať sa na fyzikálno-chemické metódy.

Gregor Johann Mendel sa narodil v Heinzendorfe v Sliezsku 20. júla 1822 v roľníckej rodine. IN Základná škola Prejavil vynikajúce matematické schopnosti a na naliehanie svojich učiteľov pokračoval v štúdiu na gymnáziu v neďalekom mestečku Opava. Avšak, na ďalšie vzdelávanie Mendel nemal v rodine dostatok peňazí. S veľkými ťažkosťami sa im podarilo zoškrabať toľko, aby dokončili kurz na gymnáziu. Na pomoc prišla mladšia sestra Tereza: darovala pre ňu našetrené veno. S týmito prostriedkami mohol Mendel ešte nejaký čas študovať na univerzitných prípravných kurzoch. Potom finančné prostriedky rodiny úplne vyschli.

Riešenie navrhol profesor matematiky Franz. Mendelovi poradil, aby vstúpil do augustiniánskeho kláštora v Brne. Na jej čele stál v tom čase opát Cyril Napp, muž so širokými názormi, ktorý povzbudzoval k vedeckej činnosti. V roku 1843 vstúpil Mendel do tohto kláštora a dostal meno Gregor (pri narodení dostal meno Johann). O štyri roky neskôr kláštor poslal dvadsaťpäťročného mnícha Mendela za učiteľa do stredná škola. Potom v rokoch 1851 až 1853 študoval prírodné vedy, najmä fyziky, na Viedenskej univerzite, po ktorej sa stal učiteľom fyziky a prírodných vied na reálnej škole v Brne.

Jeho pedagogickú činnosť, ktorý trval štrnásť rokov, vysoko ocenilo vedenie školy aj študenti. Podľa jeho spomienok bol považovaný za jedného z ich obľúbených učiteľov. Posledných pätnásť rokov svojho života bol Mendel opátom kláštora.

Gregor sa od mladosti zaujímal o prírodopis. Mendel, viac amatérsky ako profesionálny biológ, neustále experimentoval s rôznymi rastlinami a včelami. V roku 1856 začal svoju klasickú prácu o hybridizácii a analýze dedičnosti znakov v hrášku.

Mendel pracoval v malej kláštornej záhrade s rozlohou menej ako dva a pol akra. Osem rokov sial hrach, pričom manipuloval s dvoma desiatkami odrôd tejto rastliny, ktoré sa líšili farbou kvetov a typom semien. Urobil desaťtisíc experimentov. Svojou usilovnosťou a trpezlivosťou vyvolal u tých, ktorí mu pomáhali, veľký úžas nevyhnutné prípady partneri - Winkelmeyer a Lilenthal, ako aj záhradník Maresh, ktorý je veľmi náchylný na pitie. Ak by Mendel svojim asistentom vysvetľoval, je nepravdepodobné, že by mu rozumeli.

Život v kláštore svätého Tomáša plynul pomaly. Pohodový bol aj Gregor Mendel. Vytrvalý, pozorný a veľmi trpezlivý. Študovaním tvaru semien v rastlinách získaných v dôsledku kríženia, aby pochopil vzorce prenosu iba jedného znaku („hladký - vrásčitý“), analyzoval 7324 hrachov. Každé semienko skúmal cez lupu, porovnával ich tvar a robil si poznámky.

S Mendelovými pokusmi sa začalo ďalšie odpočítavanie času, hlavné charakteristický znakčo bola opäť Mendelom zavedená hybridologická analýza dedičnosti individuálnych vlastností rodičov u potomstva. Je ťažké povedať, čo presne prinútilo prírodovedca obrátiť sa na abstraktné myslenie, odvrátiť pozornosť od holých čísel a početných experimentov. Ale práve to umožnilo skromnému učiteľovi kláštornej školy vidieť celistvý obraz výskumu; vidieť to až potom, čo budete musieť zanedbať desatiny a stotiny kvôli nevyhnutným štatistickým odchýlkam. Až potom mu alternatívne znaky doslova „označené“ výskumníkom odhalili niečo senzačné: určité typy kríženia do rôznych potomkov dávajú pomer 3:1, 1:1 alebo 1:2:1.

Mendel sa obrátil k dielam svojich predchodcov, aby potvrdil odhad, ktorý mu preblesol mysľou. Prišli tí, ktorých výskumník rešpektoval ako autority iný čas a každý svojím spôsobom k všeobecnému záveru: gény môžu mať dominantné (potlačujúce) alebo recesívne (potlačené) vlastnosti. A ak áno, uzatvára Mendel, potom kombinácia heterogénnych génov dáva rovnaké rozdelenie znakov, aké sa pozoruje v jeho vlastných experimentoch. A to práve v pomeroch, ktoré boli pomocou neho vypočítané Štatistická analýza. Vedec dokonca predstavil „kontrolu harmónie pomocou algebry“ prebiehajúcich zmien vo výsledných generáciách hrachu. písmenové označenia s poznámkou veľké písmeno dominantný a malý - recesívny stav toho istého génu.

Mendel dokázal, že každá charakteristika organizmu je určená dedičnými faktormi, sklonmi (neskôr sa im hovorilo gény), prenášanými z rodičov na potomkov s reprodukčnými bunkami. V dôsledku kríženia sa môžu objaviť nové kombinácie dedičných vlastností. A frekvencia výskytu každej takejto kombinácie sa dá predpovedať.

Zhrnuté, výsledky práce vedca vyzerajú takto:

Všetky hybridné rastliny prvej generácie sú rovnaké a vykazujú znak jedného z rodičov;

Medzi hybridmi druhej generácie sa objavujú rastliny s dominantnými aj recesívnymi znakmi v pomere 3:1;

Tieto dva znaky sa u potomstva správajú nezávisle a v druhej generácii sa vyskytujú vo všetkých možných kombináciách;

Je potrebné rozlišovať medzi znakmi a ich dedičnými sklonmi (rastliny vykazujúce dominantné znaky môžu v latentnej forme niesť recesívne sklony);

Kombinácia mužských a ženských gamét je náhodná vo vzťahu k sklonom, aké vlastnosti tieto gaméty nesú.

Vo februári a marci 1865 v dvoch správach na schôdzach zemského vedeckého krúžku s názvom Spolok prírodovedcov mesta Brna referoval jeden z jeho radových členov Gregor Mendel o výsledkoch svojho dlhoročného bádania, ukončeného v roku 1863. . Napriek tomu, že jeho správy boli členmi krúžku prijímané dosť chladne, rozhodol sa svoju prácu zverejniť. Bola publikovaná v roku 1866 v dielach spoločnosti s názvom „Experimenty na rastlinných hybridoch“.

Súčasníci Mendela nechápali a nevážili si jeho prácu. Pre mnohých vedcov by vyvrátenie Mendelovho záveru neznamenalo nič iné ako potvrdenie ich vlastnej koncepcie, ktorá tvrdí, že získanú vlastnosť možno „vtlačiť“ do chromozómu a zmeniť ju na zdedenú. Akokoľvek ctihodní vedci rozdrvili „búrlivý“ záver skromného opáta kláštora z Brna, vymysleli si všelijaké prívlastky, aby ich ponížili a zosmiešnili. Čas však rozhodol po svojom.

Áno, Gregora Mendela jeho súčasníci neuznávali. Schéma sa im zdala príliš jednoduchá a dômyselná, do ktorej bez tlaku a škrípania zapadali zložité javy, ktoré v mysliach ľudstva tvorili základ neotrasiteľnej evolučnej pyramídy. Navyše, Mendelov koncept mal aj slabé miesta. Tak sa to aspoň zdalo jeho odporcom. A samotný výskumník tiež, keďže nedokázal rozptýliť ich pochybnosti. Jedným z „vinníkov“ jeho zlyhaní bol jastrab.

Botanik Karl von Naegeli, profesor na univerzite v Mníchove, po prečítaní Mendelovej práce navrhol autorovi, aby otestoval zákony, ktoré objavil na jastrabníku. Táto malá rastlina bola Naegeliho obľúbeným predmetom. A Mendel súhlasil. Vynaložil veľa energie na nové experimenty. Hawkweed je mimoriadne nevhodná rastlina na umelé kríženie. Veľmi malé. Musel som si namáhať zrak, no ten sa začal stále viac a viac zhoršovať. Potomstvo, ktoré vzniklo krížením jastrabníka, neposlúchlo zákon, ako sa domnieval, že je správny pre každého. Len o niekoľko rokov neskôr, keď biológovia zistili skutočnosť iného, ​​nepohlavného rozmnožovania jastrabníka, boli námietky profesora Naegeliho, Mendelovho hlavného oponenta, stiahnuté z programu. Ale ani Mendel, ani samotný Nägeli, žiaľ, už nežili.

Najväčší sovietsky genetik, akademik B.L. Astaurov, prvý prezident All-Union Society of Genetics and Breeders, pomenovaný po N.I.

„Osud klasická práca Mendel je perverzný a dráma mu nie je cudzia. Hoci objavili, názorne ukázali a do značnej miery pochopili veľmi všeobecné vzory dedičnosť, biológia tej doby ešte nedozrela, aby si uvedomila ich základnú podstatu. Sám Mendel s úžasným prehľadom predvídal všeobecnú platnosť vzorov objavených na hrachu a získal určité dôkazy o ich použiteľnosti na niektoré iné rastliny (tri druhy fazule, dva druhy hluchavky, kukurica a nočná kráska). Jeho vytrvalé a únavné pokusy aplikovať objavené vzorce na kríženie početných odrôd a druhov jastrabníka však nenaplnili očakávania a utrpeli úplné fiasko. Ako šťastný bol výber prvého predmetu (hrach), druhý bol rovnako neúspešný. Až oveľa neskôr, už v našom storočí, sa ukázalo, že zvláštne vzorce dedenia vlastností u jastrabníka sú výnimkou, ktorá len potvrdzuje pravidlo. V Mendelových časoch nikto nemohol tušiť, že kríženia, ktoré podnikol medzi odrodami jastrabníka, sa v skutočnosti neuskutočnili, pretože táto rastlina sa rozmnožuje bez opelenia a oplodnenia, panenským spôsobom, prostredníctvom takzvanej apogamie. Neúspech usilovných a intenzívnych experimentov, ktoré spôsobili takmer úplnú stratu zraku, ťaživé povinnosti preláta, ktoré na Mendela dopadli, a jeho pribúdajúce roky ho prinútili zastaviť svoj obľúbený výskum.

Prešlo ešte niekoľko rokov a Gregor Mendel zomrel, netušiac, aké vášne budú zúriť okolo jeho mena a akou slávou bude nakoniec pokryté. Áno, sláva a česť príde Mendelovi po jeho smrti. Odíde zo života bez odhalenia tajomstva jastraba, ktoré „nezapadá“ do zákonov, ktoré odvodil pre uniformitu hybridov prvej generácie a rozdelenie vlastností u potomstva.

Pre Mendela by to bolo oveľa jednoduchšie, keby vedel o práci iného vedca Adamsa, ktorý v tom čase publikoval priekopnícku prácu o dedení vlastností u ľudí. Mendel však túto prácu nepoznal. Ale Adams na základe empirických pozorovaní rodín s dedičnými chorobami v skutočnosti sformuloval koncept dedičných sklonov, pričom zaznamenal dominantnú a recesívnu dedičnosť vlastností u ľudí. Botanici však o práci lekára nepočuli a on mal pravdepodobne toľko praktickej lekárskej práce, že na abstraktné myšlienky jednoducho nebolo dosť času. Vo všeobecnosti sa tak či onak genetici dozvedeli o Adamsových pozorovaniach až vtedy, keď začali vážne študovať históriu ľudskej genetiky.

Mendel mal tiež smolu. Veľký výskumník príliš skoro oznámil svoje objavy vedeckému svetu. Ten na to ešte nebol pripravený. Až v roku 1900, po znovuobjavení Mendelových zákonov, bol svet ohromený krásou logiky výskumníkovho experimentu a elegantnou presnosťou jeho výpočtov. A hoci gén naďalej zostával hypotetickou jednotkou dedičnosti, pochybnosti o jeho významnosti boli napokon rozptýlené.

Mendel bol súčasníkom Charlesa Darwina. Ale článok mnícha Brnov nezaujal autora „Pôvod druhov“. Dá sa len hádať, ako by Darwin Mendelov objav ocenil, keby sa s ním zoznámil. Medzitým veľký anglický prírodovedec prejavil značný záujem o hybridizáciu rastlín. Krížením rôznych foriem lámača napísal o štiepení hybridov v druhej generácii: „Prečo je to tak...“

Mendel zomrel 6. januára 1884 ako opát kláštora, kde robil svoje pokusy s hrachom. Mendel, bez povšimnutia svojich súčasníkov, však nezakolísal vo svojej správnosti. Povedal: "Môj čas príde." Tieto slová sú napísané na jeho pomníku, inštalovanom pred kláštornou záhradou, kde vykonával svoje experimenty.

Slávny fyzik Erwin Schrödinger veril, že aplikácia Mendelových zákonov sa rovná zavedeniu kvantových princípov do biológie.

Revolučná úloha mendelizmu v biológii bola čoraz zreteľnejšia. Začiatkom tridsiatych rokov nášho storočia sa genetika a základné Mendelove zákony stali uznávaným základom moderného darwinizmu. Mendelizmus sa stal teoretický základ na šľachtenie nových vysoko výnosných odrôd pestované rastliny, produktívnejšie plemená hospodárskych zvierat, užitočné druhy mikroorganizmy. Mendelizmus dal impulz rozvoju lekárskej genetiky...

V augustiniánskom kláštore na okraji Brna je dnes pamätná tabuľa a pri predzáhradke je Mendelovi postavený krásny mramorový pomník. Miestnosti bývalého kláštora s výhľadom na predzáhradku, kde Mendel robil svoje experimenty, sa teraz zmenili na múzeum pomenované po ňom. Sú tu zhromaždené rukopisy (niektoré sa, žiaľ, stratili počas vojny), dokumenty, kresby a portréty súvisiace so životom vedca, knihy, ktoré mu patrili s jeho poznámkami na okrajoch, mikroskop a ďalšie nástroje, ktoré používal. , ako aj tie, ktoré vyšli v rôznych krajinách knihy venované jemu a jeho objavu.