MENDELOVA 3 ZÁKONY A HRACHOVÉ EXPERIMENTY - BIOLOGIE - 2025

Tyto tři Mendelian nebo Mendelian genetika jsou nejdůležitější výroky dědičnosti. Gregory Mendel, rakouský mnich a přírodovědec, je považován za otce genetiky. Prostřednictvím jeho experimentů s rostlinami Mendel zjistil, že určité rysy byly zděděny ve specifických vzorcích.

Mendel studoval dědictví experimentováním s hráškem z rostliny Pisum sativum, kterou měl ve své zahradě. Tato rostlina byla vynikajícím testovacím modelem, protože je mohla samoopylit nebo křížově oplodnit a mít také několik znaků, které mají pouze dvě formy.

Například: prvek „barva“ může být pouze zelený nebo žlutý, prvek „textura“ může být pouze hladký nebo drsný, a tak dále u dalších 5 prvků, každý se dvěma tvary.

Gregor Mendel formuloval své tři zákony ve své práci publikované jako Experimenty na hybridizaci rostlin (1865), kterou prezentoval v Brünnské společnosti pro přírodní historii, ačkoli byly ignorovány a nebyly brány v úvahu až do roku 1900.

Gregor Mendel Story

Gregor Mendel je považován za otce genetiky díky příspěvkům, které učinil prostřednictvím svých tří zákonů. Narodil se 22. července 1822 a říká se, že od útlého věku byl v přímém kontaktu s přírodou, což ho vedlo k zájmu o botaniku.

V roce 1843 vstoupil do brünnského konventu ao tři roky později byl vysvěcen jako kněz. Později, v roce 1851, se rozhodl studovat botaniku, fyziku, chemii a historii na vídeňské univerzitě.

Poté, co studoval, Mendel se vrátil do kláštera a to bylo tam že on prováděl experimenty, které dovolily jemu formulovat takzvané Mendelovy zákony.

Bohužel, když představil své dílo, to zůstalo bez povšimnutí a Mendel je řekl, aby opustil experimenty na dědičnosti.

Začátkem 20. století se však jeho práce začala prosazovat, když několik vědců a botaniků provedlo podobné experimenty a narazilo na jeho studia.

Mendelovy experimenty

Mendel studoval sedm charakteristik rostliny hrachu: barvu semene, tvar semene, polohu květu, barvu květu, tvar lusku, barvu lusku a délku stonku.

Mendelovy experimenty byly tři hlavní kroky:

1-Samooplodnění vytvořilo generaci čistých rostlin (homozygotních). To znamená, že rostliny s fialovými květy vždy produkovaly semena, která produkovaly fialové květy. Tyto rostliny nazval generací P (rodičů).

2 - Pak překročil páry čistých rostlin s různými vlastnostmi a jejich potomci nazval druhou synovskou generací (F1).

3 - Nakonec získal třetí generaci rostlin (F2) samoopylením dvou rostlin F1, tj. Křížením dvou rostlin F1 se stejnými vlastnostmi.

Výsledky experimentu

Mendel našel z jeho experimentů neuvěřitelné výsledky.

Generace F1

Mendel zjistil, že generace F1 vždy produkovala stejnou vlastnost, i když oba rodiče měli odlišné vlastnosti. Pokud jste například křížili fialovou kvetoucí rostlinu s bílou kvetoucí rostlinou, všechny potomstvo rostlin (F1) mělo fialové květy.

Je to proto, že fialová květina je dominantní vlastností. Proto je bílý květ recesivní vlastnost.

Tyto výsledky lze zobrazit v diagramu nazvaném Punnettův čtverec. Dominantní gen pro barvu je zobrazen velkým písmenem a recesivní gen malým písmenem. Zde fialový je dominantní gen zobrazený s „M“ a bílý je recesivní gen zobrazený s „b“.

Generace F2

V generaci F2 Mendel zjistil, že 75% květů bylo fialové a 25% bílých. Bylo pro něj zajímavé, že ačkoli oba rodiče měli fialové květy, 25% potomstva mělo bílé květy.

Vzhled bílých květů je způsoben recesivním genem nebo zvláštností přítomnou u obou rodičů. Tady je náměstí Punnett, které ukazuje, že 25% potomstva mělo dva geny „b“, které produkovaly bílé květy:

Jak byly provedeny Mendelovy experimenty?

Mendelovy experimenty byly prováděny s rostlinami hrachu, což je poněkud složitá situace, protože každá květina má samčí a samičí část, tj. Samooplodňuje.

Jak tedy mohl Mendel ovládat potomstvo rostlin? Jak bych je mohl překročit?

Odpověď je jednoduchá, aby Mendelovi vytvořili postup, který mu umožní kontrolovat potomstvo rostlin hrachu, aby zabránil samooplodnění rostlin.

Postup spočíval v řezání tyčinek (samčí orgány květů, které obsahují pylové vaky, tj. Ty, které produkují pyl), květů první rostliny (nazývané BB) a poprášení pylu druhé rostliny na pestík (ženský orgán květin, umístěný ve středu) prvního.

S touto akcí Mendel řídil proces oplodnění, situaci, která mu umožnila provádět každý experiment znovu a znovu, aby se ujistil, že vždy byli získáni stejní potomci.

Takto dosáhl formulace toho, co je dnes známé jako Mendelovy zákony.

Proč si Mendel vybral rostliny hrachu?

Gregor Mendel si pro své genetické experimenty vybral rostliny hrachu, protože byly levnější než kterákoli jiná rostlina a protože doba jejich generace je velmi krátká a má velký počet potomků.

Potomek byl důležitý, protože bylo nutné provést mnoho experimentů, aby bylo možné formulovat jeho zákony.

Vybral je také pro velkou rozmanitost, která existuje, tj. Pro ty, kteří mají zelený hrášek, pro ty, kteří mají žlutý hrášek, pro ty, kteří mají kulaté lusky.

Odrůda byla důležitá, protože bylo nutné vědět, jaké vlastnosti lze zdědit. Odtud plyne pojem Mendelova dědičnost.

Mendelova 3 zákony jsou shrnuty

Mendelův první zákon

Je pozorováno, že v rodičovské generaci 1 (otec ww, matka RR) mají všichni potomci dominantní R gen.

Mendelovův první zákon nebo zákon uniformity říká, že když se protnou dva čistí jedinci (homozygotní), budou všichni potomci ve svých vlastnostech rovni (jednotní).

Je to kvůli dominanci některých postav, jejich jednoduchá kopie stačí na maskování účinku recesivního charakteru. Homozygotní i heterozygotní potomci tedy budou vykazovat stejný fenotyp (viditelná vlastnost).

Mendelův druhý zákon

Mendelovo druhé právo, také nazývané zákonem segregace charakteru, uvádí, že během formování gamet se alely (dědičné faktory) oddělují (segregují) takovým způsobem, že potomci získají jednu alelu od každého příbuzného.

Tento genetický princip modifikoval počáteční přesvědčení, že dědičnost je čistě „kombinační“ proces, ve kterém potomci vykazují přechodné znaky mezi oběma rodiči.

Mendelovo třetí právo

Mendelovo třetí právo se také nazývá zákon nezávislého oddělení. Během formování gamet jsou postavy pro různé vlastnosti zděděny nezávisle na sobě.

V současné době je známo, že tento zákon se nevztahuje na geny na stejném chromozomu, které by byly zděděny společně. Chromozomy se však během meiózy oddělují.

Podmínky zavedené Mendelem

Mendel vytvořil několik termínů, které se v současnosti používají v oblasti genetiky, včetně: dominantní, recesivní, hybridní.

Dominantní

Když Mendel ve svých experimentech použil dominantní slovo, hovořil o povaze, která se projevovala zvnějšku u jednotlivce, ať už byl nalezen pouze jeden z nich, nebo byly nalezeny dva.

Uklidňující

Mendel recesivně znamenalo, že se jedná o postavu, která se neprojevuje mimo jednotlivce, protože jí dominantní postava brání. Proto, aby to zvítězilo, bude nutné, aby jednotlivec měl dvě recesivní postavy.

Hybridní

Mendel použil slovo hybrid k označení výsledku křížení mezi dvěma organismy různých druhů nebo různých charakteristik.

Stejně tak to byl ten, kdo zavedl použití velkého písmene pro dominantní alely a malé písmeno pro recesivní alely.

Následně další výzkumníci dokončili svou práci a použili zbytek termínů, které se dnes používají: gen, alela, fenotyp, homozygotní, heterozygotní.

Mendelovská dědičnost aplikovaná na člověka

Znaky lidských bytostí lze vysvětlit pomocí Mendelovy dědičnosti, pokud je známa historie rodiny.

Je nutné znát rodinnou historii, protože u nich lze shromažďovat potřebné informace o určité vlastnosti.

Za tímto účelem je vytvořen genealogický strom, kde jsou popsány všechny rysy členů rodiny, a tak lze určit, od koho byly zděděny.

Příklad dědičnosti u koček

V tomto příkladu je barva srsti označena B (hnědá, dominantní) nebo b (bílá), zatímco délka ocasu je označena S (krátká, dominantní) nebo os (dlouhá).

Když jsou rodiče homozygotní pro každou vlastnost (SSbb a ssBB), jsou jejich děti v generaci F1 heterozygotní pro obě alely a vykazují pouze dominantní fenotypy (SsbB).

Pokud se štěňata navzájem spojí, objeví se u generace F2 všechny kombinace barvy srsti a délky ocasu: 9 jsou hnědé / krátké (fialové boxy), 3 jsou bílé / krátké (růžové boxy), 3 jsou hnědá / dlouhá (modré rámečky) a 1 je bílá / dlouhá (zelené rámečky).

4 Příklady Mendelových rysů

- Albinismus: je to dědičná vlastnost, která se skládá ze změny produkce melaninu (pigmentu, který lidé mají a je odpovědné za barvu kůže, vlasů a očí), a proto v mnoha případech existuje jeho úplná absence. Tato vlastnost je recesivní.

- Ušní uši zdarma: je to dominantní vlastnost.

- United earlobes: je to recesivní vlastnost.

- Vrchol vlasů nebo vdovy: tato funkce se vztahuje k tomu, jak končí vlasová linie na čele. V tomto případě by to skončilo vrcholem ve středu. Ti s touto vlastností mají tvar písmene „w“ dozadu. Je to dominantní vlastnost.

Faktory, které mění Mendelovu segregaci

Dědičnost spojená s pohlavím

Dědičnost spojená se sexem se vztahuje k tomu, co souvisí s párem pohlavních chromozomů, tj. S těmi, které určují pohlaví jednotlivce.

Lidé mají chromozomy X a chromozomy Y. Ženy mají XX chromozomy, zatímco muži XY.

Některé příklady dědičnosti spojené s pohlavím jsou:

–Daltonismus: je to genetická změna, díky níž nelze rozlišit barvy. Obvykle nelze rozlišovat mezi červenou a zelenou, ale to bude záviset na stupni barevné slepoty, kterou daná osoba představuje.

Barevná slepota je přenášena recesivní alelou spojenou s chromozomem X, a pokud tedy člověk zdědí chromozom X, který tuto recesivní alelu představuje, bude barevně slepý.

Zatímco pro ženy představují tuto genetickou změnu, je nutné, aby obě měnily X chromozomy. Z tohoto důvodu je počet žen s barevnou slepotou nižší než u mužů.

- Hemofilie: je to dědičné onemocnění, které je stejně jako barevná slepota spojeno s chromozomem X. Hemofilie je onemocnění, které způsobuje, že krev lidí se správně nevytváří.

Z tohoto důvodu, pokud se člověk s hemofilií uřízne, jeho krvácení bude trvat mnohem déle než krvácení jiné osoby, která ho nemá. Děje se to proto, že nemáte v krvi dostatek proteinu k regulaci krvácení.

–Duchenneova svalová dystrofie: jedná se o recesivní dědičné onemocnění, které je spojeno s chromozomem X. Jedná se o neuromuskulární onemocnění charakterizované přítomností významné svalové slabosti, která se vyvíjí zobecněným a progresivním způsobem.

- Hypertrichóza: je to dědičné onemocnění, které se vyskytuje na chromozomu Y, u kterého se přenáší pouze z otce na dítě muže. Tento typ dědictví se nazývá holandský.

Hypertrichóza spočívá v nadměrném růstu vlasů, takže ti, kteří ji trpí, mají části těla, které jsou příliš chlupaté. Tato nemoc se také nazývá syndrom vlkodlaka, protože mnozí z těch, kteří ji trpí, jsou téměř úplně pokryti vlasy.

Reference

1. Brooker, R. (2012). Pojmy genetiky (1. vydání). Společnosti McGraw-Hill, Inc.
2. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). WH Freeman
3. Hasan, H. (2005). Mendel a zákony genetiky (1. vydání). The Rosen Publishing Group, Inc.
4. Lewis, R. (2015). Human Genetics: Concepts and Applications (11. ed.). McGraw-Hill Education.
5. Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principy genetiky (6. vydání). John Wiley a synové.
6. Trefil, J. (2003). The Nature of Science (1. vydání). Houghton Mifflin Harcourt.