Gregor Mendel este considerat părintele geneticii moderne. A fost un călugăr austriac care a lucrat cu plante de mazăre pentru a explica modul în care copiii moștenesc trăsăturile de la părinți. Munca lui a devenit fundamentul modului în care oamenii de știință înțeleg ereditatea și este considerat pe scară largă un pionier în domeniul geneticii.
Plante de mazăre și genetica mendeliană
În experimentele celebre cu plante de mazăre ale lui Mendel, el a polenizat în mod deliberat plante de mazăre cu caracteristici evident diferite pentru a descoperi câteva lucruri importante despre modul în care urmașii moștenesc trăsăturile de la părinții lor.
Experimentele
Mendel a măsurat șapte caracteristici specifice ale plantelor de mazăre:
- Semințe coapte netede sau încrețite
- Albuș de semințe galbene sau verzi
- Floare violetă sau albă
- Pastaie coaptă umflată sau strânsă
- Pastăi necoapte verzi sau galbene
- Poziția axială sau terminală a florilor
- Lungimea tulpinii în alte sau pitice
Ce a descoperit
Între 1856 și 1863 Mendel a experimentat pe specia Pisum sativum, sau planta de mazăre. Experimentele sale l-au determinat să facă trei generalizări:
- Progeniturile dobândesc câte un factor ereditar de la fiecare părinte. Aceasta este cunoscută drept legea segregării.
- Trăsăturile diferite au șanse egale de a apărea împreună. Aceasta este cunoscută sub numele de legea sortimentului independent, iar oamenii de știință de astăzi înțeleg că acest lucru este în mare parte inexact. Unele gene sunt de fapt, legate între ele și apar mai des împreună.
- Oldspring va moșteni trăsătura dominantă și poate moșteni trăsătura recesivă numai dacă moștenește ambii factori recesivi. Aceasta este cunoscută drept legea dominației.
Cei mai mulți oameni de știință din zilele sale au respins munca lui Mendel. Nu a fost acceptat pe scară largă decât după ce a murit. În timpul vieții sale, cei mai mulți oameni de știință credeau că urmașii moșteneau trăsăturile prin amestecare, adică descendenții moșteneau o „medie” a trăsăturilor părinților.
Demonstrarea geneticii mendeliane
Se spune că Mendel a testat peste 28.000 de plante pentru a ajunge la concluzia sa. În timp ce scopul proiectului său nu este probabil realist pe care să îl recreați, puteți studia genetica folosind plante.
Cine este Tatăl?
Cine este Tatăl este un experiment în care elevii vor experimenta plante pentru a prezice trăsături observabile. Puteți recrea experimentul folosind Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) - care sunt concepute special pentru ca studenții să le poată folosi pentru a studia genetica. De asemenea, cresc mai repede - un ciclu de viață complet durează 28-30 de zile. Acest experiment va dura aproximativ șase săptămâni de observații zilnice pentru a finaliza. Este cel mai potrivit pentru elevii mai mari din gimnaziu sau liceu care studiază genetica.
Materiale
- Semințe Wisconsin Fast Plants®, tulpină non-violet, fără păr (pachet de 200)
- Semințe Wisconsin Fast Plants®, frunze galben-verde (pachet de 200)
- Semințe Wisconsin Fast Plants®, tulpină non-violet, frunze galben-verde (pachet de 200)
- Amestec pentru ghivece
- Peleți de îngrășământ cu eliberare lentă
- Sistem de iluminat fluorescent de casă sau sistem de iluminat achiziționat
- Sistem de cultivare de casă (în mod alternativ, puteți achiziționa un sistem de udare)
- Etichete pentru plante
- Mize și legături
- Q-tips sau bețișoare de albine (ai nevoie doar de câteva)
Instrucțiuni
- Construiți-vă mai întâi sistemele de iluminat și udare. Wisconsin Fast Plants® necesită lumină fluorescentă continuă și o aprovizionare continuă cu îngrășământ și apă. Puteți fie să construiți versiuni de casă ale acestora, fie puteți achiziționa truse prefabricate prin Carolina Biological. Ambele opțiuni sunt legate mai sus în lista de materiale.
- Plantează semințele (nu trebuie să le folosești pe toate) conform instrucțiunilor de creștere. Veți dori să începeți prin a planta semințele de frunze non-violet, galben-verzui (aceasta va fi denumită urmașul de prima generație, sau O1). Plantați, de asemenea, tulpina non-violet, semințe fără păr. (Aceste semințe sunt semințele mamă, denumite P1). Asigurați-vă că etichetați care este care!
- În aproximativ patru până la șapte zile, plantele tale ar trebui să crească. Observați culorile tulpinii și frunzelor ambelor seturi de plante și înregistrați-vă observațiile în caietul de laborator. Cel mai bun mod de a vă cuantifica observațiile este să numărați fenotipurile (numărați numărul de plante care au tulpini neviolet, numărul de plante care au frunze galben-verzui etc.)
- Aruncați plantele mamă, dar mențineți plantele descendenți.
- Scrieți o ipoteză cu privire la modul în care plantele urmași și-au moștenit trăsăturile genetice observabile. De exemplu, dacă observați că majoritatea plantelor descendenți au tulpini non-violet, dar frunze galbene, le puteți atribui ca trăsături dominante. Dacă observați că unele dintre plantele dumneavoastră descendenți au tulpini violet și frunze verzi, ați putea presupune că acestea sunt trăsături recesive. Pe baza observațiilor dvs., creați o ipoteză testabilă. Veți dori să încercați să ghiciți culorile tulpinii și frunzelor plantei părinte pe baza ipotezei dvs.
- Interacționează plantele folosind un bețișor de albine sau Q-tip. Pentru a face acest lucru, schimbați ușor bastonul de albină pe o plantă, asigurându-vă că planta are polen și apoi împărtășiți-l cu o altă plantă. Faceți acest lucru de mai multe ori pentru a vă asigura că fiecare plantă primește polen de la mai multe alte plante, atât cu trăsături observabile similare, cât și diferite. Faceți acest lucru o dată pe zi timp de trei zile.
- Odată ce cele trei zile s-au încheiat, tăiați orice boboci florali care nu au fost polenizați.
- Opriți udarea plantelor și lăsați-le să se usuce.
- Recoltați semințele și replantați-le, în esență reîncepând procesul. Aceste semințe sunt a doua generație de descendenți, sau O2.
- Fă observații despre culoarea tulpinii și frunzelor următoarei generații de plante. Crezi că ipoteza ta a fost corectă?
- Plantează semințele de frunze galben-verzui. Acestea vor fi cunoscute ca „tatăl” sau P2.
- După câteva zile, observați culorile tulpinii și frunzelor plantelor P2. Observațiile dvs. susțin ipoteza dvs.?
Indicații video
Acest videoclip arată cum să faci laboratoare de genetică și te va ajuta să abordezi procedura de studiu a geneticii plantelor tale.
Laboratoare online
Este demn de remarcat faptul că, dacă cultivarea mazărei și fabricarea de aparate de casă sunt puțin mai mult decât te-ai chinuit, există câteva laboratoare interactive grozave online.
Mazărea lui Mendel
Acest laborator online este o replică a experimentelor lui Mendel cu mazăre. Laboratorul are un meniu la îndemână, astfel încât să puteți explora laboratorul înainte de a face ceva. Laboratorul te ghidează prin diferiți pași, inclusiv plantarea mazărelor, observarea trăsăturilor acestora și apoi polenizarea încrucișată a primelor plante pe care le-ai crescut. Este exact ceea ce a făcut Mendel, astfel încât studenții să aibă o idee despre procesul obositor prin care a trecut pentru a veni cu observațiile sale.
Supă de mazăre
Deși din punct de vedere grafic nu este la fel de interesantă, Supa de mazăre este o altă opțiune online care îi ajută pe elevi să observe două trăsături la plantele de mazăre. Pentru a începe, faceți clic pe butonul „Începeți experimentul”. Apoi ești adus la o pagină în care poți alege să „împerechezi” două mazăre diferite. Genotipurile lor sunt scrise pentru tine. Apoi pagina vă va afișa toate opțiunile disponibile pentru „părinții” pe care i-ați selectat. Pagina se mișcă rapid și o poți rata dacă nu scrii totul.
Genetica STAR al MIT
Laboratorul de genetică STAR al MIT este un fel de „joc” descărcabil în care studenții pot amesteca și potrivesc genotipurile unei varietăți de specii, inclusiv plante de mazăre, muște de fructe și chiar vaci. Programul este cel mai potrivit pentru elevii de liceu care au o bună înțelegere a biologiei.
Genetica este distractivă
Fie că studiezi plantele de mazăre sau muștele de fructe, fie pur și simplu mergi acasă și observi trăsăturile părinților tăi și încerci să-ți dai seama cum le-ai obținut pe ale tale, studiul geneticii poate fi foarte distractiv. În timp ce genetica modernă identifică câteva lucruri pe care Mendel le-a greșit, teoriile sale încă se aplică acolo unde trăsăturile nu sunt legate sau influențate de alți factori.
