Hvad er Mendel. Oplæg til en biologilektion om emnet: Biografier om biologer. Gregor Johann Mendel

27.09.2019

Som munk nød Mendel at undervise i fysik og matematik på en skole i den nærliggende by Znaim, men bestod den statslige lærereksamen. Da han så sin passion for viden og høje intellektuelle evner, sendte klosterets abbed ham for at fortsætte sine studier ved universitetet i Wien, hvor Mendel studerede som bachelor i fire semestre i perioden 1851-53, hvor han deltog i seminarer og kurser i matematik og naturvidenskab, især kurset kendt fysiker K. Doppler. God fysisk og matematisk træning hjalp senere Mendel med at formulere arvelovene.

Svære studieår

Johann blev født som det andet barn i bondefamilie af blandet tysk-slavisk oprindelse og mellemindkomst, Anton og Rosina Mendel. I 1840 dimitterede Mendel fra seks klasser på gymnastiksalen i Troppau (nu Opava) og begyndte året efter i filosofiklasser på universitetet i Olmutz (nu Olomouc). Familiens økonomiske situation blev dog forværret i disse år, og fra han var 16 år måtte Mendel selv sørge for sin mad. Ude af stand til konstant at udholde en sådan stress, gik Mendel, efter at have afsluttet filosofiske klasser, i oktober 1843, ind i Brunn-klosteret som novice (hvor han fik det nye navn Gregor). Der fandt han protektion og økonomisk støtte til videre studier. I 1847 blev Mendel ordineret til præst. Samtidig studerede han fra 1845 i 4 år ved Brunn teologiske skole. Augustinerklosteret St. Thomas var centrum for det videnskabelige og kulturelle liv i Mähren. Foruden et rigt bibliotek havde han en samling af mineraler, en forsøgshave og et herbarium. Klostret patroniserede skoleundervisning i regionen.

Munkelærer

Som munk nød Mendel at undervise i fysik og matematik på en skole i den nærliggende by Znaim, men bestod den statslige lærereksamen. Da han så sin passion for viden og høje intellektuelle evner, sendte klosterets abbed ham for at fortsætte sine studier ved universitetet i Wien, hvor Mendel studerede som bachelor i fire semestre i perioden 1851-53, hvor han deltog i seminarer og kurser i matematik og naturvidenskab, især forløbet af den berømte fysik K. Doppler. God fysisk og matematisk træning hjalp senere Mendel med at formulere arvelovene. Da han vendte tilbage til Brunn, fortsatte Mendel med at undervise (han underviste i fysik og naturhistorie på en rigtig skole), men hans andet forsøg på at bestå lærercertificering var igen mislykket.

Eksperimenter med ærtehybrider

Siden 1856 begyndte Mendel at udføre velgennemtænkte omfattende eksperimenter i klosterhaven (7 meter bred og 35 meter lang) med at krydse planter (primært blandt nøje udvalgte ærtesorter) og belyse mønstrene for nedarvning af egenskaber i afkom af hybrider. I 1863 afsluttede han forsøgene og i 1865 rapporterede han på to møder i Brunn Society of Natural Scientists resultaterne af sit arbejde. I 1866 blev hans artikel "Eksperimenter med plantehybrider" offentliggjort i samfundets forhandlinger, som lagde grundlaget for genetik som en uafhængig videnskab. Dette er et sjældent tilfælde i videnshistorien, når en artikel markerer fødslen af en ny. videnskabelig disciplin. Hvorfor betragtes det på denne måde?

Arbejdet med plantehybridisering og undersøgelsen af nedarvningen af egenskaber hos hybridernes afkom blev udført årtier før Mendel i forskellige lande både opdrættere og botanikere. Fakta om dominans, spaltning og kombination af karakterer blev bemærket og beskrevet, især i eksperimenterne fra den franske botaniker C. Nodin. Selv Darwin, krydser arter snapdragon, forskellig i blomsterstruktur, opnåede i anden generation et forhold mellem former tæt på den velkendte Mendelske spaltning på 3:1, men så i dette kun et "lunefuldt spil af arvelighedens kræfter." Mangfoldigheden af plantearter og -former, der blev taget i forsøg, øgede antallet af udsagn, men reducerede deres gyldighed. Betydningen eller "faktaernes sjæl" (Henri Poincarés udtryk) forblev vag indtil Mendel.

Helt andre konsekvenser fulgte af Mendels syv år lange arbejde, som med rette udgør fundamentet for genetikken. For det første skabte han videnskabelige principper for beskrivelse og undersøgelse af hybrider og deres afkom (hvilke former for at krydse, hvordan man udfører analyser i første og anden generation). Mendel udviklede og anvendte et algebraisk system af symboler og tegnnotationer, som repræsenterede en vigtig konceptuel innovation. For det andet formulerede Mendel to grundlæggende principper, eller love for nedarvning af egenskaber over generationer, som tillader forudsigelser at blive lavet. Endelig udtrykte Mendel implicit ideen om diskrethed og binaritet af arvelige tilbøjeligheder: hver egenskab styres af et moder- og faderligt par af tilbøjeligheder (eller gener, som de senere blev kaldt), som overføres til hybrider gennem forældrenes reproduktion. celler og forsvinder ikke nogen steder. Karakterernes tilblivelse påvirker ikke hinanden, men divergerer under dannelsen af kønsceller og kombineres derefter frit i efterkommere (love om opdeling og kombination af karakterer). Parringen af tilbøjeligheder, parringen af kromosomer, den dobbelte helix af DNA - dette er den logiske konsekvens og hovedvejen til udvikling af genetik i det 20. århundrede baseret på Mendels ideer.

Store opdagelser bliver ofte ikke umiddelbart genkendt

Selvom selskabets forhandlinger, hvor Mendels artikel blev offentliggjort, blev modtaget i 120 videnskabelige biblioteker, og Mendel udsendte yderligere 40 tryk, fik hans arbejde kun ét positivt svar - fra K. Nägeli, professor i botanik fra München. Nägeli arbejdede selv på hybridisering, introducerede udtrykket "modifikation" og fremsatte en spekulativ teori om arvelighed. Han tvivlede dog på, at lovene om ærter var universelle og rådede til at gentage forsøgene på andre arter. Mendel accepterede respektfuldt dette. Men hans forsøg på at gentage resultaterne opnået på ærter på høgekrudt, som Nägeli arbejdede med, var mislykket. Først årtier senere blev det klart hvorfor. Frø i hawkweed dannes parthenogenetisk uden deltagelse af seksuel reproduktion. Der var andre undtagelser fra Mendels principper, som blev fortolket meget senere. Dette er til dels årsagen til den kolde modtagelse af hans arbejde. Begyndende i 1900, efter den næsten samtidige udgivelse af artikler af tre botanikere - H. De Vries, K. Correns og E. Cermak-Zesenegg, som uafhængigt bekræftede Mendels data med deres egne eksperimenter, var der en øjeblikkelig eksplosion af anerkendelse af hans arbejde . 1900 regnes for genetikkens fødselsår.

En smuk myte er blevet skabt omkring den paradoksale skæbne for opdagelsen og genopdagelsen af Mendels love, at hans arbejde forblev fuldstændig ukendt og først blev opdaget tilfældigt og uafhængigt, 35 år senere, af tre genopdagere. Faktisk blev Mendels værk citeret omkring 15 gange i et resumé af plantehybrider fra 1881, og botanikere vidste om det. Desuden, som det viste sig for nylig, da han analyserede K. Correns arbejdsbøger, læste han tilbage i 1896 Mendels artikel og skrev endda et sammendrag af den, men forstod ikke dens dybe betydning på det tidspunkt og glemte det.

Stilen med at udføre eksperimenter og præsentere resultaterne i Mendels klassiske artikel gør det meget sandsynligt, at den antagelse, som den engelske matematiske statistiker og genetiker R. E. Fisher kom til i 1936: Mendel trængte først intuitivt ind i "faktaernes sjæl" og planlagde derefter en række mange års eksperimenter, så den oplyste hans idé kom frem i lyset den bedste måde. Skønheden og stringens i de numeriske forhold mellem former under opsplitning (3: 1 eller 9: 3: 3: 1), harmonien, hvori det var muligt at passe kaos af fakta inden for arvelig variabilitet, evnen til at lave forudsigelser - alt dette overbeviste internt Mendel om den universelle karakter af det, han fandt på ærtelovene. Tilbage var kun at overbevise det videnskabelige samfund. Men denne opgave er lige så svær som selve opdagelsen. Når alt kommer til alt, betyder det ikke at kende kendsgerningerne, at man forstår dem. En stor opdagelse er altid forbundet med personlig viden, følelser af skønhed og integritet baseret på intuitive og følelsesmæssige komponenter. Det er svært at formidle denne ikke-rationelle type viden til andre mennesker, fordi det kræver indsats og samme intuition fra deres side.

Skæbnen for Mendels opdagelse - en forsinkelse på 35 år mellem selve opdagelsen og dens anerkendelse i samfundet - er ikke et paradoks, men snarere en norm i videnskaben. 100 år efter Mendel, allerede i genetikkens storhedstid, ramte en lignende skæbne med ikke-anerkendelse i 25 år B. McClintocks opdagelse af mobile genetiske elementer. Og dette til trods for, at hun i modsætning til Mendel på tidspunktet for hendes opdagelse var en højt respekteret videnskabsmand og medlem af US National Academy of Sciences.

I 1868 blev Mendel valgt til abbed for klostret og trak sig praktisk talt tilbage fra videnskabelige sysler. Hans arkiv indeholder noter om meteorologi, biavl og lingvistik. På stedet for klostret i Brno er Mendel-museet nu blevet oprettet; Et særligt blad "Folia Mendeliana" udkommer.

Den østrigske præst og botaniker Gregor Johann Mendel lagde grunden til genetikvidenskaben. Han udledte matematisk genetikkens love, som nu kaldes efter ham.

Mendel Gregor Johann
22. juli 1822 – 6. januar 1884

Den østrigske præst og botaniker Gregor Johann Mendel lagde grunden til genetikvidenskaben. Han udledte matematisk genetikkens love, som nu kaldes efter ham.

kort biografi

Johann Mendel blev født den 22. juli 1822 i Heisendorf, Østrig. Allerede som barn begyndte han at vise interesse for at studere planter og miljø.

Johann blev født som det andet barn i en bondefamilie af blandet tysk-slavisk oprindelse og mellemindkomst, af Anton og Rosina Mendel. I 1840 dimitterede Mendel fra seks klasser på gymnastiksalen i Troppau (nu Opava) og begyndte året efter i filosofiklasser på universitetet i Olmutz (nu Olomouc). Familiens økonomiske situation blev dog forværret i disse år, og fra han var 16 år måtte Mendel selv sørge for sin mad. Ude af stand til konstant at udholde en sådan stress, gik Mendel, efter at have afsluttet filosofiske klasser, i oktober 1843, ind i Brunn-klosteret som novice (hvor han fik det nye navn Gregor). Der fandt han protektion og økonomisk støtte til videre studier. Allerede i 1847 blev han præst.

En præsts liv består af mere end bare bønner. Mendel formåede at bruge meget tid på studier og videnskab. I 1850 besluttede han at tage eksamenerne for at blive lærer, men mislykkedes og fik et "D" i biologi og geologi. Mendel tilbragte 1851-1853 ved universitetet i Wien, hvor han studerede fysik, kemi, zoologi, botanik og matematik. Da han vendte tilbage til Brunn, begyndte far Gregor at undervise i skolen, selvom han aldrig bestod eksamen for at blive lærer. I 1868 blev Johann Mendel abbed.

Mendel udførte sine eksperimenter, som i sidste ende førte til den sensationelle opdagelse af genetikkens love, i sin lille sognehave siden 1856. Det skal bemærkes, at den hellige fars miljø bidrog til videnskabelig forskning. Faktum er, at nogle af hans venner havde meget en god uddannelse inden for det naturvidenskabelige område. De besøgte ofte forskellige videnskabelige seminarer, hvori Mendel også deltog. Desuden havde klostret et meget rigt bibliotek, som Mendel naturligvis var stamgæst af. Han var meget inspireret af Darwins bog "Arternes oprindelse", men man ved med sikkerhed, at Mendels eksperimenter begyndte længe før udgivelsen af dette værk.

Den 8. februar og 8. marts 1865 talte Gregor (Johann) Mendel ved møder i Natural History Society i Brünn, hvor han talte om sine usædvanlige opdagelser på et endnu ukendt område (som senere skulle blive kendt som genetik). Gregor Mendel udførte eksperimenter på simple ærter, men senere blev rækken af eksperimentelle objekter betydeligt udvidet. Som et resultat kom Mendel til den konklusion, at forskellige egenskaber en bestemt plante eller et dyr dukker ikke bare ud af den blå luft, men afhænger af dens "forældre". Information om disse arvelige egenskaber videregives gennem gener (et begreb opfundet af Mendel, hvorfra begrebet "genetik" er afledt). Allerede i 1866 udkom Mendels bog "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Eksperimenter med plantehybrider"). Samtiden satte dog ikke pris på den revolutionære karakter af opdagelserne af den beskedne præst fra Brunn.

Der blev ikke stillet et eneste spørgsmål på mødet, og artiklen fik ingen svar. Mendel sendte en kopi af artiklen til K. Nägeli, en berømt botaniker og autoritativ ekspert i problemer med arvelighed, men Nägeli forstod heller ikke dens betydning. På en høflig måde rådede professoren os til at udsætte konklusionerne og indtil videre fortsætte eksperimenter med andre planter, for eksempel høgeklodder. Han var ikke i tvivl om renheden af Mendelske erfaringer. Han såede frøene sendt af Mendel og var selv overbevist om resultaterne.

Men enhver biolog har sit eget yndlingsobjekt til observation. For Negeli var det høgemad - en ret lumsk plante. Allerede dengang blev det kaldt "botanikerens kors", fordi i sammenligning med andre planter var processen med at overføre karakteristika i den usædvanlig. Og Negeli tvivlede på den generelle biologiske betydning af lovene opdaget af Mendel. Han stillede Mendel over for en næsten umulig opgave: at få høgeurt-hybrider til at opføre sig ligesom ærter. Hvis dette kan lade sig gøre, vil han tro på gyldigheden af forfatterens konklusioner.

Professoren gav fatale råd. Da det blev opdaget meget senere, er det umuligt at udføre eksperimenter med høge, da de er i stand til at reproducere ikke-seksuelt. Eksperimenter med at krydse høgekrudt var meningsløse. Det har tre års eksperimenter vist. Mendel udførte eksperimenter på mus, majs, fuchsia - resultatet var! Men han kunne ikke forklare årsagen til sine fejl med høgen. Først i begyndelsen af det 20. århundrede. Det blev klart, at der er en række planter (høgemad, mælkebøtte), der formerer sig ukønnet (parthenogenese) og samtidig danner frø. Hawkweed viste sig at være en plante - en undtagelse fra den generelle regel.

Og Mendel, efter at have udført en yderligere række eksperimenter på Nägelis råd, tvivlede på hans konklusioner og vendte aldrig tilbage til dem. Efter mislykkede forsøg på at opnå lignende resultater ved at krydse andre planter, stoppede Mendel sine eksperimenter, og indtil slutningen af sit liv var han engageret i biavl, havearbejde og meteorologiske observationer.

I begyndelsen af 1868 døde prælat Napp. En meget høj valgfri stilling åbnede op, som lovede den heldige udvalgte prælatens rang, enorm vægt i samfundet og en årsløn på 5 tusind floriner. Klosterets kapitel valgte Gregor Mendel til denne post. Ifølge skik og lov indtager abbeden af klostret St. Thomas automatisk en vigtig plads i det politiske og økonomiske liv i provinsen og hele imperiet.

I de første år af sit kloster udvidede Mendel klosterhaven. Der blev der ifølge hans design bygget et stenbihus, hvor der udover lokale racer levede cypriotiske, egyptiske og endda "ikke-stikkende" amerikanske bier. Eksperimenter med høgemad gav ikke de ønskede resultater, og han blev interesseret i problemerne med at krydse bier. Han forsøgte at få hybridbier, men han vidste ikke - som alle andre dengang - at dronningen parrer sig med mange droner og opbevarer sæden i mange måneder, hvor hun lægger æg dag efter dag. Forskere vil ikke være i stand til at udføre et eksperiment med at krydse bier i mere end et halvt århundrede... Først i 1914 vil de første bihybrider blive opnået, og lovene opdaget af Mendel vil også blive bekræftet på dem.

Meteorologi blev Mendels næste videnskabelige hobby. I hans meteorologiske værker var alt enkelt og klart: temperatur, atmosfærisk tryk, tabeller, grafer over temperaturudsving. Han taler ved møder i Naturhistorisk Selskab. Han studerer tornadoen, der fejede gennem udkanten af Brunn den 13. oktober 1870.

Men årene tager ubønhørligt deres vejafgift... Tilbage i sommeren 1883 blev prælat Mendel diagnosticeret med nefritis, hjertesvaghed, vattot... - og fuldstændig hvile blev ordineret.

Han kunne ikke længere gå ud i haven for at arbejde med sine matthiolas, fuchsiaer og høgeurt... Forsøg med bier og mus hørte fortiden til. Den syge abbeds seneste hobby er studiet af sproglige fænomener ved hjælp af matematiske metoder. I klosterarkivet fandtes papirark med søjler af efternavne, der ender på "mann", "bauer", "mayer" med nogle brøker og beregninger. I et forsøg på at opdage de formelle love for oprindelsen af efternavne laver Mendel komplekse beregninger, hvor han tager højde for antallet af vokaler og konsonanter i det tyske sprog, det samlede antal betragtede ord, antallet af efternavne osv. Han var tro mod sig selv og nærmede sig analysen af sproglige fænomener som en eksakt videnskabsmand. Og han introducerede den statistisk-probabilistiske analysemetode i lingvistik. I 90'erne af XIX århundrede. kun de mest dristige lingvister og biologer erklærede muligheden for en sådan metode. Moderne filologer blev først interesseret i dette arbejde i 1968.

Den 6. januar 1884 døde Gregors far (Johann Mendel). Han er begravet i sit hjemland Brunn. Berømmelse som videnskabsmand kom til Mendel efter hans død. Men mere om det senere.

Gregor Mendel - lærer eller munk?

Mendels skæbne efter Teologisk Institut er allerede ordnet. Den syvogtyve år gamle kannik, ordineret til præst, modtog et fremragende sogn i Old Brünn. Han har forberedt sig på at tage eksamener til sin Doctor of Divinity-grad i et helt år, når der sker alvorlige ændringer i hans liv. Georg Mendel beslutter sig for at ændre sin skæbne ganske dramatisk og nægter at udføre gudstjenester. Han vil gerne studere naturen og for denne passions skyld beslutter han sig for at tage en plads på Znaim Gymnasium, hvor 7. klasse på dette tidspunkt åbnede. Han beder om en stilling som "underprofessor."

I Rusland er "professor" en ren universitetstitel, men i Østrig og Tyskland blev selv læreren for førsteklasser kaldt denne titel. Gymnasium suplent - dette kan snarere oversættes til "almindelig lærer", "lærerassistent". Det kunne være en person med udmærket kendskab til emnet, men da han ikke havde et diplom, blev han ansat ret midlertidigt.

Der er også bevaret et dokument, der forklarer dette usædvanlig løsning Pastor Mendel. Det her officielt brev til biskop grev Schafgotsch fra abbeden i klostret Sankt Thomas, prælat Nappa.” Deres nådige bispelige Eminence! Det høje kejserlige-kongelige landspræsidium, ved dekret nr. Z 35338 af 28. september 1849, anså det for bedst at udnævne kanon Gregor Mendel som supplanter ved Znaim Gymnasium. “... Denne kanon har en gudfrygtig livsstil, afholdenhed og dydig adfærd, fuldstændig svarende til hans rang, kombineret med stor hengivenhed til videnskaberne... Han er dog noget mindre egnet til omsorgen for sjælen i de lægfolk, for så snart han befinder sig ved sygelejet, som af det syn, han lider, overvældes han af uoverstigelig forvirring, og heraf bliver han selv farlig syg, hvilket får mig til at fratræde ham en skriftefaders pligter.”

Så i efteråret 1849 ankom kanon og tilhænger Mendel til Znaim for at påbegynde nye pligter. Mendel tjener 40 procent mindre end sine kolleger, der havde grader. Han er respekteret af sine kolleger og elsket af sine elever. Han underviser dog ikke i naturvidenskabelige fag på gymnasiet, men i klassisk litteratur, oldtidssprog og matematik. Har brug for et diplom. Dette vil gøre det muligt at undervise i botanik og fysik, mineralogi og naturhistorie. Der var 2 veje til diplomet. Den ene er at tage eksamen fra universitetet, den anden måde - en kortere - er at bestå eksamener i Wien for en særlig kommission under det kejserlige ministerium for kulturer og undervisning for retten til at undervise i sådanne og sådanne fag i sådanne og sådanne klasser.

Mislykkede eksamener eller historien om, at store mennesker også laver fejl.

Så det var klart, at far Mendel skulle bestå eksamenerne til stillingen som gymnasiumlærer. Direktoratet og "lærerkorpset" forsynede ham uden videre med de nødvendige andragender, som blev sendt til de rette adresser i Brunn - til Stadtholderens kontor og i Wien - til ministeriet. Et andragende fra ansøgeren om et lærereksamen med vedhæftet selvbiografi gik til de samme adresser. Mendel var måske ikke helt forsigtig med at understrege, at han kun kom ind i klostret af nødvendighed, og hans tanker var altid vendt til videnskaben.

Mendel fik lov til at tage eksamenerne, og han begyndte forberedelserne med fuld tillid til sin succes. Han var vant til konstant succes. Men der er ikke noget værre og farligere end sådan en vane. Havde Mendel været mindre arrogant i de dage, ville han være blevet forbløffet over eksaminatorernes navne.

Formanden for kommissionen var fysikeren ved universitetet i Wien Baumgartner, den anden eksaminator var hr. Doppler, som var bestemt til at forherlige sit navn i 1842 med opdagelsen af den berømte "Doppler-effekt". Denne effekt virker i forskellige bølgeprocesser. Den nemmeste måde at spore det på er på lydbølger. Faktum er, at tonen i togfløjten ændrer sig, når den nærmer sig og bevæger sig væk fra perronen. Et nærgående tog har en højere fløjtetone end et stationært, og det, der bevæger sig væk fra os, har en lavere tone. Når man nærmer sig, opfattes lydbølgens længde som aftagende, og når man bevæger sig væk, opfattes den som stigende. Det er derfor, tonen i togfløjten ændres.

Biologisk eksaminator var professor Kner, forfatter til grundlæggende værker om iktyologi og palæontologi. De andre medlemmer af kommissionen var stjerner af samme størrelsesorden.

På første trin skulle lærerkandidaten aflevere skriftlige lektierapporter om fysik og naturhistorie. Denne fase fandt sted in absentia. De emner, Mendel modtog fra Wien, var seriøse og besværlige. ”Vi bør tale om mekanisk og kemiske egenskaber atmosfærisk luft og ud fra den første forklare vindens natur” - det var professor Baumgartners opgave.

Ifølge naturhistorien var det nødvendigt at "... tale om vulkanske og neptunske processer og dannelsen af mineraler." Mr. Mendel klarede korrespondanceopgaven med stor succes og blev optaget på anden fase af testen - skriftlige essays om fysik og biologi, som han skulle gennemføre i Wien, i nærværelse af eksaminatorer.

Hans andet essay om metallers fysik var ikke så vellykket som hans første. Hans viden var boglig og ikke omfattende. Ikke desto mindre anså professorerne Baumgartner og Doppler det for muligt at optage kandidaten til den tredje fase af prøven, de mundtlige eksamener.

Professor Kners anmeldelse af biologi-essayet var imidlertid simpelthen ødelæggende. Mendel måtte give en klassifikation af pattedyr og angive den økonomiske betydning af de fleste vigtige arter. Pattedyr blev opdelt af Mendel i flagermus, dyr med poter, pinipeds, hovdyr og kløede dyr. I en gruppe, dyr med poter, bragte han en kænguru og en hare med en bæver. Ifølge hans taksonomi faldt elefanten i hovdyrene... Kirkeundervisningen gjorde sig også gældende, for den kanon, der blev undersøgt, turde ikke indskrive mennesket i ordenen af primater sammen med aber. Selvom der stadig var ret lang tid før udgivelsen af Darwins berømte værk, havde klassificeringszoologer for længe siden etableret forholdet mellem "hominider".

Mundtlige prøver fandt ikke sted. Kommissionens beslutning lød som en dødsdom for Mendel. ”Kandidaten har kendt viden, men han mangler... den nødvendige klarhed i viden, som følge af, at kommissionen er tvunget til at nægte ham retten til at undervise i fysik i et gymnasium... det blev anset for hensigtsmæssigt at bevilge kandidaten ret til at blive optaget til gentagne prøver efter et år.”

G. Mendel er frivillig studerende ved universitetet i Wien.

Fra Wien tog Mendel ikke til Znaim, men til klostret... Han blev besejret af det, der var sket. Han tilbringer flere år inden for klosterets mure og arbejder i haven og drivhuset i Sankt Thomas-samfundet. I dette arbejde er han naturligvis hjulpet af den viden, han fik ved at deltage i et to-måneders kursus i frugtavl og vindyrkning på Brunn Teologiske Institut tilbage i 1846. Mendel opgav aldrig tankerne om at få en god uddannelse. Og et par måneder senere, i oktober 1851, lykkedes det ham på insisteren af abbed Napp og fysikeren Baumgartner, som på det tidspunkt var blevet handelsminister, at komme ind på det filosofiske fakultet ved Wiens universitet som frivillig studerende. .

I løbet af sit første semester på studiet tilmeldte han sig kun undervisning i ét fag - eksperimentel fysik med Christian Doppler. Desuden - som Mendels universitetsklassekammerater vidnede om - tog professoren ham med til afdelingen som assisterende forelæsningsassistent og betroede ham ansvaret for at demonstrere eksperimenter for studerende. Som frivillig valgte han kun det, han anså for meget vigtigt. Hver time af hans undervisning skulle betales.

I marts samme år søgte kanon Mendel et mikroskop i laboratoriet hos Unger, en af de første cytologer i verden. Han lærte at farve forberedelser.

Men undervisningen på Ungers afdeling var ikke begrænset til stoffer alene. Professoren var interesseret i problemer, der var langt fra mikroskopiske. Han studerede ydre forholds rolle på plantevariabilitet. Han forsøgte at skitsere livets udviklingsvej fra primitive skabninger til mennesket. Og professoren udgav sytten "botaniske breve" i den liberale "Wien Gazette".

Sebastian Brunner, udgiveren af Wienerkirkens Avis, reagerede straks skarpt på hans breve. "Man kan kun blive overrasket, hvis aviserne hilser nutidens materialisme velkommen, hvis aviserne udråber mennesket som en form for ophøjet orangutang og derfor forvandler jorden til en slags zoologisk have..."

Det var i hvis laboratorium kanon Mendel farvede sine præparater. Han farvede og spekulerede på, hvilke klasser han skulle betale for på sit 4. semester. Faktum er, at han blev advaret af prælat Napp om behovet for at vende tilbage til klostret i juli 1853. Derfor meldte Mendel sig igen fra april til juli til fysikklasser - "Grundlæggende om design og brug af fysiske instrumenter og højere matematisk fysik." Han deltog også i forelæsninger om zoologi fra Kner, palæontologi fra Tzekely og entomologi fra Kollar.

Universitetslærere vurderede hans viden meget højt. Baseret på anbefalingerne fra Kollar... og Kner - ja, Kner, der bestod sin eksamen! - Mens han stadig var studerende, blev Mendel optaget som medlem af Wiens zoologiske og botaniske forening, hvor alle de videnskabelige koryfæer i den østrigske hovedstad mødtes. Dette var resultatet af de to wienerår.

I sommeren 1853 vendte Gregor Mendel tilbage til Brunn, til klosterets mure. Derefter rejste han meget rundt i landet, rejste som turist, som delegeret til en videnskabelig kongres og endelig som patient med behov for helbredende vand. Men hans hjem vil nu altid kun være Sankt Thomas kloster.

Mendel... og Darwins teori

Det Mendelske bibliotek indeholder mange bøger om biologi, dækket med noter. Her er Koelreuter, Gartner og Darwin. Han studerede disse bøger meget seriøst. "Arternes oprindelse", udgivet på engelsk i 1859 og på tysk i 1863, forbløffede sindene hos folk fra den generation. Han blev beundret af Marx og Engels, og han blev forfremmet i Rusland af Pisarev. Han blev udskældt af præsterne. Alle var begejstrede for Darwin.

Mendel læste sit arbejde med en blyant og indså, at der manglede noget i teorien... Det, der manglede i den store teori, var udviklingen af arvelighedsteorien! Og i 1867 regnede ingeniør Jenkin sine indvendinger ned over hende. Han anklagede Darwin for at tilskrive udvælgelse handlinger, som den ikke kunne udføre.

Ifølge Darwin ændrer en art sig, når dens repræsentanter akkumulerer et tilstrækkeligt antal små ændringer, der overføres ved arv. Efterhånden som de akkumuleres naturlig selektion administrerer sin dømmekraft og efterlader kun de individer, der er mest tilpasset miljøforhold i live.

Men i livet, ræsonnerede Jenkin, forekommer mindre arvelige ændringer ikke hos alle individer, men kun hos nogle. Disse ændringer kan ikke akkumuleres, fordi hver krydsning efter hans mening førte til en fortynding af egenskaben. Og hvis det er tilfældet, så er korrekt akkumulering urealistisk. Og derfor er hele teorien om udvælgelse forkert.

Darwin fandt i 1867 ingen argumenter for at afvise sin modstander. "Jenkins mareridt" disse begivenheder blev navngivet.

Men på dette tidspunkt var Gregor Mendels værk allerede blevet offentliggjort, men det blev ikke forstået af hans samtidige. Og hele verden syntes at have glemt det arbejde, der blev udført for hundrede år siden af Joseph Gottlieb Koelreuther, hvis arbejde Mendel studerede.

Kelreuter, professor ved Skt. Petersborgs Akademi, krydsede kinesiske og frotténelliker, samt forskellige varianter tobak for at bevise eksistensen af sex i planter. Han konkluderede, at pollen og planteæg er lige store bærere af arvelige egenskaber i plantekroppen. Han opnåede interessante arvelige hybridformer af tobak. I 1761 lykkedes det ham i St. Petersborg at få fat i en gruppe planter, hvor moderplantens tegn næsten var usynlige. Dette blev muligt ved at bestøve, i 5 år i træk, den oprindeligt opnåede hybridform og dens efterfølgende afkom kun med pollen fra planten af den faderlige art.

Efter Koelreuter blev overvægten af egenskaberne for en af planterne i den første generation af hybrider i mange planter og identifikation af egenskaberne for den anden forælder i efterfølgende generationer noteret af den engelske ridder og Gosse, den franske Sager og Naudin.

Så hvad gjorde han for videnskaben?

Arbejdet med plantehybridisering og undersøgelsen af nedarvningen af egenskaber i hybridernes afkom blev udført årtier før Mendel i forskellige lande af både avlere og botanikere. Fakta om dominans, spaltning og kombination af karakterer blev bemærket og beskrevet, især i eksperimenterne fra den franske botaniker C. Nodin. Selv Darwin, der krydsede sorter af snapdragons, der adskilte sig i blomsterstruktur, opnåede i anden generation et forhold mellem former tæt på den velkendte Mendelske splittelse på 3:1, men så i dette kun "det lunefulde spil af arvekræfternes kræfter. ” Mangfoldigheden af plantearter og -former, der blev taget ind i eksperimenter, øgede antallet af udsagn, men reducerede deres gyldighed. Betydningen eller "faktaernes sjæl" (Henri Poincarés udtryk) forblev vag indtil Mendel.
Helt andre konsekvenser fulgte af Mendels syv år lange arbejde, som med rette udgør fundamentet for genetikken.

for det første, skabte han videnskabelige principper til beskrivelse og undersøgelse af hybrider og deres afkom (hvilke former for at krydse, hvordan man udfører analyser i første og anden generation). Mendel udviklede og anvendte et algebraisk system af symboler og tegnnotationer, som repræsenterede en vigtig konceptuel innovation.

For det andet Gregor Mendel formulerede to grundlæggende principper, eller love for nedarvning af egenskaber over generationer, som tillader forudsigelser at blive lavet.

Endelig Mendel udtrykte implicit ideen om diskrethed og binaritet af arvelige tilbøjeligheder: hver egenskab styres af et moder- og faderligt par af tilbøjeligheder (eller gener, som de senere blev kaldt), som overføres til hybrider gennem forældrenes reproduktionsceller og forsvinder ikke nogen steder. Karakterernes tilblivelse påvirker ikke hinanden, men divergerer under dannelsen af kønsceller og kombineres derefter frit i efterkommere (love om opdeling og kombination af karakterer). Parringen af tilbøjeligheder, parringen af kromosomer, den dobbelte helix af DNA - dette er den logiske konsekvens og hovedvejen til udvikling af genetik i det 20. århundrede baseret på Mendels ideer.

Den eneste overlevende side af Mendels beregninger.
Det er endnu ikke fastlagt, hvilke forsøg og hvilke planter det vedrører.

Det skal bemærkes, at G. Mendel var meget heldig. Han studerede 7 par karakterer af ærter, som har 7 par kromosomer. Han angreb straks sådanne træk, hvis arvelige faktorer var lokaliseret i forskellige par homologe kromosomer, og omgik samtidig et sådant fænomen som genbinding.

Men hvad kommer forskere, der dedikerede deres arbejde til G. Mendel, altid forbi? Dette er formen genetisk optegnelse. Bogstavsymbolikken til beskrivelse af hybrider blev foreslået af I.G. Koelreuther tilbage i 1766. G. Mendel gav det dog en anden lyd. Hvad mente han, da han skrev genotypen ned, for eksempel AA eller Aa? Den ene arvelige faktor kom fra faderen, og den anden fra moderen. Alt virker klart. På dette grundlag opstod en matematiseret form for biologisk registrering, som desværre hverken forstod biologer eller matematikere. Hvis han havde skrevet A2, eller 2A, ville det have været forståeligt for matematikere, men fra et biologisk synspunkt er det helt forkert. Under hvilke forhold kunne to faktorer, der kommer fra far og mor, for eksempel Aa, placeres side om side? Dette kunne kun lade sig gøre, når de var lige, ligeværdige, lige i rettigheder, endelig.

Således antog denne "hellige far" ikke kun nærværet og opdagede de materielle arvefaktorer, men sidestillede også på et videnskabeligt grundlag det kvindelige køn med det mandlige. Hvis dette var blevet forstået, så ville religionsministrene ikke have tilgivet ham for sådan fritænkning.

... En omhyggelig analyse af Mendels arbejde får nu nogle genetikere til at antage, at teorien i generel oversigt han udviklede sig i de første år af uafhængig forskning, og han udførte otte års eksperimenter for at teste det grundigt, afklare detaljer, underbygge og bekræfte det.

Så, tid, sted, miljø, faglig uddannelse... Ingen tilfældigheder. Men genialitet, talent, hårdt arbejde - er der intet tilbage til dem? Venstre! Det var nødvendigt at bryde fri fra fangenskab af vante ideer om verden og forskningsmetoder. Se på alting med friske øjne, og indse, at der ikke er nogen barrierer mellem videnskaber, tro på naturens harmoni med algebra... Og læg dit liv på det I tres år var han elev, præst, lærer, en forsker, og endda en politiker og en adelsmand - en kirkelig embedsmand og sekulær. Man kan ikke nægte ham tankens energi, den kreative indsigt, som trofaste katolikker den dag i dag betragter som en nåde sendt af Gud...] Vi ved ikke alt om hans gerninger og gerninger. I 1928 vil Mendels nevø Allois fortælle verden, hvordan han nærmest ved et rent tilfælde brændte Mendels arkiv... Det, vi har i hænderne i dag, er kun krummer af de rigdomme, som kunne nå os gennem årene. Mendel publicerede tretten artikler i løbet af sit liv: fire om biologi, ni om meteorologi.

Verdensberømmelse... 35 år efter åbningen

En smuk myte er blevet skabt omkring den paradoksale skæbne for opdagelsen og genopdagelsen af Mendels love, at hans arbejde forblev fuldstændig ukendt og først blev opdaget tilfældigt og uafhængigt, 35 år senere, af tre genopdagere. Det her er lidt anderledes. Selskabets forhandlinger, hvor Mendels artikel blev publiceret, blev modtaget på 120 videnskabelige biblioteker, og Mendel sendte yderligere 40 genoptryk ud. Derudover sendte Mendel genoptryk af sin forskning til datidens store botanikere, som han anså for at kunne forstå sit arbejde.

Den første til at nævne Mendels arbejde var "ordinarius botanicus" Hoffmann fra Hessen. Den anden omtale blev fundet i kandidatafhandlingen af den unge Sankt Petersborg botaniker I.F. Shmalhausen - faderen til den bemærkelsesværdige darwinistiske videnskabsmand Ivan Ivanovich Shmalhausen. ”Jeg stiftede tilfældigvis først bekendtskab med Mendels værk ”Eksperimenter med plantehybrider”, efter at mit værk var indleveret til trykkeriet... Forfatterens metode og måde at udtrykke sine resultater på i formler fortjener dog fuld opmærksomhed og bør videreudvikles. ” Schmalhausen offentliggjorde kun sin mening om dette arbejde i en fodnote på en af siderne i hans afhandling om hybridiseringens historie. Måske var dette den eneste seriøse reaktion på Mendels arbejde i hans levetid. Men Mendel fandt ikke ud af ham, da Schmalhausens afhandling kun blev offentliggjort i sin helhed på russisk - i "Proceedings of the St. Petersburg Society of Naturalists."

I 1875 blev den russiske videnskabsmands arbejde offentliggjort på tysk i Botanische Zeitung, et tidsskrift, der blev læst af alle større biologer. Men i sin udgivelse udelukkede redaktøren fra teksten en historisk gennemgang af problemerne med hybridisering. Vi har allerede talt om Karl Nägeli
Desuden, som det viste sig, da han analyserede K. Correns arbejdsbøger, læste han tilbage i 1896 Mendels artikel og skrev endda et abstrakt af den, men på det tidspunkt forstod han ikke dens dybe betydning og glemte det!!!

Botanikere huskede først navnet på Mendel i 1881 fra den udgivne monografi af V. Focke Pflanzenmischlingen, som forfatteren selv kaldte en samling af alle værker om plantehybridisering. Focke tog Mendels navn med i litteraturlisten og nævnte ham gentagne gange i teksten i forbindelse med arbejdet med krydsning af ærter og høgeurt.

Det var fra Fockes bog, at den mest fremtrædende hollandske videnskabsmand i det 20. århundrede lærte om Mendel. Hugo de Vries og den tyske botaniker Karl Correns. Begge studerede plantefysiologi. Resultaterne af observationer i adskillige eksperimenter om hybridisering tillod hver af dem, uafhængigt af hinanden, at formulere konklusioner, der havde karakter af et generelt mønster i hybridernes adfærd. Og begge betragtede dem som innovative.

Men efter at have studeret Mendels værker anerkendte begge hans prioritet i opdagelsen af de første love i en ny videnskab - genetik. Mendel berøvede imidlertid ikke kun Hugo de Vries og Karl Correns berømmelse, men også den østrigske botaniker Erich Tsermak og englænderen Bateson, som opdagede arvereglerne i forsøg med dyrs krydsning. Fire mennesker kom samtidig til erkendelsen af den vigtigste mekanisme for levende natur. Videnskaben er moden til en sådan opdagelse. Men det er blevet gjort før. Genetikfaderen fik velfortjent berømmelse - 16 år efter sin død. Opdagelserne af abbeden, en munk fra augustinerklosteret, vendte op og ned på den videnskabelige verden!

Efterord

G. Mendel forstod dog selv vigtigheden af hans opdagelser. Tre måneder før hans død, femten år før østrigeren Erich Csermak, tyskeren Karl Correns og hollænderen Hugo de Vries genopdagede arvelighedens grundlove, opsummerede G. Mendel sit arbejde: ”Hvis jeg skulle gå igennem bitre timer, så Jeg må indrømme med taknemmelighed, at jeg havde mange flere gode timer. Mine videnskabelige værker har givet mig en masse tilfredsstillelse, og jeg er overbevist om, at det ikke vil vare længe, før hele verden anerkender resultaterne af disse værker."

Baseret på følgende artikler :

http://xarhive.narod.ru/Online/hist/mendel.html
http://taina.aib.ru/biography/gregor-mendel.htm
http://velikie.net/?p=15
http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200700411

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

Studerende, kandidatstuderende, unge forskere, der bruger videnbasen i deres studier og arbejde, vil være dig meget taknemmelig.

Udgivet på http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Den østrigske præst og botaniker Gregor Johann Mendel lagde grunden til genetikvidenskaben. Han udledte matematisk genetikkens love, som nu kaldes efter ham.

Gregor Johann Mendel

Johann Mendel blev født den 22. juli 1822 i Heisendorf, Østrig. Som barn begyndte han at vise interesse for at studere planter og miljø. Efter to års studier ved Institut for Filosofi i Olmütz besluttede Mendel at gå ind i et kloster i Brünn. Dette skete i 1843. Under tonsureritualet som munk fik han navnet Gregor. Allerede i 1847 blev han præst.

Mendel udførte sine eksperimenter, som i sidste ende førte til den sensationelle opdagelse af genetikkens love, i sin lille sognehave siden 1856. Det skal bemærkes, at den hellige fars miljø bidrog til videnskabelig forskning. Faktum er, at nogle af hans venner havde en meget god uddannelse inden for naturvidenskab. De deltog ofte i forskellige videnskabelige seminarer, hvor Mendel også deltog. Desuden havde klostret et meget rigt bibliotek, som Mendel naturligvis var stamgæst af. Han var meget inspireret af Darwins bog "Arternes oprindelse", men man ved med sikkerhed, at Mendels eksperimenter begyndte længe før udgivelsen af dette værk.

Den 8. februar og 8. marts 1865 talte Gregor (Johann) Mendel ved møder i Natural History Society i Brünn, hvor han talte om sine usædvanlige opdagelser på et endnu ukendt område (som senere skulle blive kendt som genetik). Gregor Mendel udførte eksperimenter på simple ærter, men senere blev rækken af eksperimentelle objekter betydeligt udvidet. Som følge heraf kom Mendel til den konklusion, at en bestemt plantes eller dyrs forskellige egenskaber ikke bare optræder ud af den blå luft, men afhænger af "forældrene". Information om disse arvelige egenskaber videregives gennem gener (et begreb opfundet af Mendel, hvorfra begrebet "genetik" er afledt). Allerede i 1866 udkom Mendels bog "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Eksperimenter med plantehybrider"). Samtiden satte dog ikke pris på den revolutionære karakter af opdagelserne af den beskedne præst fra Brunn.

Mendels videnskabelige forskning distraherede ham ikke fra hans daglige pligter. I 1868 blev han abbed, mentor for hele klostret. I denne stilling forsvarede han udmærket kirkens interesser i almindelighed og Brunn kloster i særdeleshed. Han var god til at undgå konflikter med myndighederne og undgå overdreven beskatning. Han var meget elsket af sognebørn og studerende, unge munke.

Den 6. januar 1884 døde Gregors far (Johann Mendel). Han er begravet i sit hjemland Brunn. Berømmelse som videnskabsmand kom til Mendel efter hans død, da eksperimenter svarende til hans eksperimenter i 1900 blev udført uafhængigt af tre europæiske botanikere, som kom til resultater svarende til Mendels.

Gregor Mendel - lærer eller munk?

Der er også bevaret et dokument, der forklarer en så usædvanlig beslutning fra pastor Mendel. Dette er et officielt brev til biskop grev Schafgotsch fra abbeden for klostret St. Thomas, prælat Nappa.” Deres nådige bispelige Eminence! Det høje kejserlige-kongelige landspræsidium, ved dekret nr. Z 35338 af 28. september 1849, anså det for bedst at udnævne kanon Gregor Mendel som supplanter ved Znaim Gymnasium. “... Denne kanon har en gudfrygtig livsstil, afholdenhed og dydig adfærd, fuldstændig svarende til hans rang, kombineret med stor hengivenhed til videnskaberne... Han er dog noget mindre egnet til omsorgen for sjælen i de lægfolk, for en gang han befinder sig ved den syges seng, som ved synet af hans lidelse, overvindes vi af uoverstigelig forvirring, og heraf bliver han selv farlig syg, hvilket får mig til at fratræde ham en skriftefaders pligter. ”

Mendels love

Det cytologiske grundlag for Mendels love er baseret på:

* parring af kromosomer (parring af gener, der bestemmer muligheden for at udvikle en hvilken som helst egenskab)

* træk ved meiose (processer, der forekommer i meiose, som sikrer uafhængig divergens af kromosomer med generne placeret på dem til forskellige fordele celler og derefter ind i forskellige gameter)

* træk ved befrugtningsprocessen (tilfældig kombination af kromosomer, der bærer et gen fra hvert allelpar)

Mendels videnskabelige metode

De grundlæggende mønstre for overførsel af arvelige egenskaber fra forældre til efterkommere blev etableret af G. Mendel i anden halvdel af det 19. århundrede. Han krydsede ærteplanter, der adskilte sig i individuelle træk, og baseret på de opnåede resultater underbyggede han ideen om eksistensen af arvelige tilbøjeligheder, der er ansvarlige for manifestationen af træk. I sine værker brugte Mendel metoden til hybridologisk analyse, som er blevet universel i studiet af mønstre for nedarvning af egenskaber hos planter, dyr og mennesker.

I modsætning til sine forgængere, som forsøgte at spore arven af mange egenskaber ved en organisme i det samlede antal, studerede Mendel dette komplekse fænomen analytisk. Han observerede arven af blot et par eller et lille antal alternative (gensidigt udelukkende) karakterpar i haveærtesorter, nemlig: hvide og røde blomster; lav og høj vækst; gule og grønne, glatte og rynkede ærtefrø osv. Sådanne kontrasterende egenskaber kaldes alleler, og udtrykkene "allel" og "gen" bruges som synonymer.

Til krydsninger brugte Mendel rene linjer, det vil sige afkom af en selvbestøvende plante, hvor et lignende sæt gener er bevaret. Hver af disse linjer producerede ikke opdeling af tegn. Det var også væsentligt i metoden for hybridologisk analyse, at Mendel var den første til nøjagtigt at beregne antallet af efterkommere - hybrider med forskellige karakteristika, dvs. matematisk behandlede de opnåede resultater og indtastede dem til registrering forskellige muligheder krydse de i matematik accepterede symboler: A, B, C, D osv. Med disse bogstaver betegnede han de tilsvarende arvelige faktorer.

I moderne genetik accepteres følgende konventioner for krydsning: forældreformer - P; første generation af hybrider opnået ved krydsning - F1; hybrider af anden generation - F2, tredje - F3 osv. Selve krydsningen af to individer er angivet med tegnet x (for eksempel: AA x aa).

Af de mange forskellige karakterer af krydsede ærteplanter tog Mendel i sit første eksperiment hensyn til arven af kun ét par: gule og grønne frø, røde og hvide blomster osv. En sådan krydsning kaldes monohybrid. Hvis arven af to tegnpar spores, for eksempel gule glatte ærtefrø af en sort og grønne rynkede af en anden, så kaldes krydsningen dihybrid. Hvis vi tager højde for tre og større antal par af egenskaber, kaldes krydsningen polyhybrid.

Mønstre for nedarvning af egenskaber

Alleler - angivet med bogstaver latinske alfabet, mens Mendel kaldte nogle træk dominerende (overvejende) og betegnede dem med store bogstaver - A, B, C osv., andre - recessive (mindreværdige, undertrykte), som han betegnede med små bogstaver - a, b, c osv. e. Da hvert kromosom (bærer af alleler eller gener) kun indeholder en af to alleler, og homologe kromosomer altid er parret (den ene faderlig, den anden moder), har diploide celler altid et par alleler: AA, aa, Aa, BB. , bb. Bb osv. Individer og deres celler, der har et par identiske alleler (AA eller aa) i deres homologe kromosomer, kaldes homozygote. De kan kun danne én type kønsceller: enten kønsceller med A-allelen eller kønsceller med a-allelen. Individer, der har både dominante og recessive Aa-gener i de homologe kromosomer i deres celler, kaldes heterozygote; Når kønsceller modnes, danner de to typer kønsceller: kønsceller med A-allelen og kønsceller med a-allelen. I heterozygote organismer er den dominante allel A, som manifesterer sig fænotypisk, placeret på et kromosom, og den recessive allel a, undertrykt af den dominante, er i den tilsvarende region (locus) af et andet homologt kromosom. I tilfælde af homozygositet afspejler hvert af alleleparret enten den dominante (AA) eller recessive (aa) tilstand af generne, hvilket vil manifestere deres virkning i begge tilfælde. Begrebet dominerende og recessive arvelige faktorer, som først blev brugt af Mendel, er fast etableret i moderne genetik. Senere blev begreberne genotype og fænotype introduceret. Genotype er helheden af alle gener, som en given organisme har. Fænotype er helheden af alle de tegn og egenskaber af en organisme, der afsløres i processen med individuel udvikling under givne forhold. Begrebet fænotype strækker sig til alle egenskaber ved en organisme: funktioner ydre struktur, fysiologiske processer, adfærd osv. Den fænotypiske manifestation af egenskaber realiseres altid på basis af genotypens interaktion med et kompleks af interne og eksterne miljøfaktorer.

Mendels tre love

mendel videnskabelig arv krydsning

G. Mendel formulerede, baseret på en analyse af resultaterne af monohybrid krydsning, og kaldte dem regler (senere blev de kendt som love). Som det viste sig, når man krydsede planter af to rene ærter med gule og grønne frø i første generation (F1), havde alle hybridfrø gul. Som følge heraf var træk af gul frøfarve dominerende. I bogstavelig udtryk skrives det således: R AA x aa; alle kønscellerne fra den ene forælder er A, A, den anden - a, a, den mulige kombination af disse kønsceller i zygoter er lig med fire: Aa, Aa, Aa, Aa, dvs. i alle F1-hybrider er der en fuldstændig overvægt af en egenskab frem for en anden - alle frøene er gule. Lignende resultater blev opnået af Mendel, da han analyserede arven af de andre seks par af undersøgte karakterer. Ud fra dette formulerede Mendel reglen om dominans, eller den første lov: i en monohybrid krydsning er alle afkom i første generation karakteriseret ved ensartethed i fænotype og genotype - frøene er gule, kombinationen af alleler i alle. hybrider er Aa. Dette mønster bekræftes også i tilfælde, hvor der ikke er fuldstændig dominans: for eksempel ved krydsning af en plante natskønheder, der har røde blomster (AA), med en plante med hvide blomster (aa), i alle hybrider fi (Aa) er blomsterne ikke røde, men lyserøde - deres farve har en mellemfarve, men ensartetheden er fuldstændig bevaret. Efter Mendels arbejde blev den mellemliggende natur af arv i F1-hybrider afsløret ikke kun i planter, men også i dyr, derfor kaldes dominansloven - Mendels første lov - også almindeligvis loven om ensartethed af førstegenerationshybrider. Fra frø opnået fra F1-hybrider dyrkede Mendel planter, som han enten krydsede med hinanden eller lod dem selvbestøve. Blandt efterkommerne af F2 blev en splittelse afsløret: i anden generation var der både gule og grønne frø. I alt opnåede Mendel 6022 gule og 2001 grønne frø i sine eksperimenter, deres numeriske forhold er cirka 3:1. De samme numeriske forhold blev opnået for de andre seks par af ærteplanteegenskaber studeret af Mendel. Som et resultat er Mendels anden lov formuleret som følger: når hybrider af den første generation krydses, giver deres afkom segregation i forholdet 3:1 med fuldstændig dominans og i forholdet 1:2:1 med mellemliggende arv (ufuldstændig dominans ). Skemaet for dette eksperiment i bogstavelig udtryk ser således ud: P Aa x Aa, deres gameter A og I, den mulige kombination af gameter er fire: AA, 2Aa, aa, dvs. 75 % af alle frø i F2 har en eller to dominerende alleler, var gule i farven og 25 % var grønne. Det faktum, at der optræder recessive træk i dem (begge alleler er recessive-aa) indikerer, at disse træk, såvel som de gener, der styrer dem, ikke forsvinder, ikke blandes med dominerende træk i en hybridorganisme, deres aktivitet undertrykkes af virkningen af dominerende gener. Hvis begge gener, der er recessive for en given egenskab, er til stede i kroppen, så undertrykkes deres handling ikke, og de manifesterer sig i fænotypen. Genotypen af hybrider i F2 har et forhold på 1:2:1.

Under efterfølgende krydsninger opfører F2-afkommet sig anderledes: 1) af 75% af planter med dominerende træk (med genotyper AA og Aa), 50% er heterozygote (Aa) og derfor vil de i F3 give en 3:1-deling, 2) 25 % af planterne er homozygote ifølge det dominerende træk (AA) og under selvbestøvning i Fz producerer de ikke spaltning; 3) 25 % af frøene er homozygote for det recessive træk (aa), har en grøn farve og splitter ikke tegnene, når de selvbestøves i F3.

For at forklare essensen af fænomenerne med ensartethed af hybrider af den første generation og opsplitning af karakterer i hybrider af anden generation, fremsatte Mendel hypotesen om gameterenhed: enhver heterozygot hybrid (Aa, Bb, etc.) danner "ren ” kønsceller, der kun bærer én allel: enten A eller a , hvilket efterfølgende blev fuldt bekræftet i cytologiske undersøgelser. Som det er kendt, vil homologe kromosomer under modningen af kønsceller i heterozygoter ende i forskellige kønsceller, og derfor vil kønscellerne indeholde et gen fra hvert par.

Testkrydsning bruges til at bestemme heterozygositeten af en hybrid for et bestemt par af egenskaber. I dette tilfælde krydses den første generations hybrid med en forælder, der er homozygot for det recessive gen (aa). En sådan krydsning er nødvendig, fordi homozygote individer (AA) i de fleste tilfælde ikke er fænotypisk forskellige fra heterozygote individer (Aa) (ærtefrø fra AA og Aa er gule). I mellemtiden, i praksis med at opdrætte nye racer af dyr og plantesorter, er heterozygote individer ikke egnede som initiale, da deres afkom, når de krydses, vil producere spaltning. Kun homozygote personer er nødvendige. Diagrammet for at analysere krydsning i bogstavelig udtryk kan vises på to måder:

et heterozygot hybridindivid (Aa), der fænotypisk ikke kan skelnes fra et homozygot, krydses med et homozygot recessivt individ (aa): P Aa x aa: deres kønsceller er A, a og a,a, fordeling i F1: Aa, Aa, aa, aa, t e. en 2:2 eller 1:1 opdeling observeres i afkommet, hvilket bekræfter testindividets heterozygositet;

2) hybridindividet er homozygot for dominante træk (AA): P AA x aa; deres kønsceller er A A og a, a; ingen spaltning forekommer i F1-afkom

Formålet med dihybridkrydsning er at spore arven af to tegnpar samtidigt. Under denne krydsning etablerede Mendel et andet vigtigt mønster: den uafhængige divergens af alleler og deres frie eller uafhængige kombination, senere kaldet Mendels tredje lov. Kildemateriale der var ærtevarianter med gule glatte frø (AABB) og grønne rynkede (AABB); den første er dominerende, den anden er recessiv. Hybride planter fra f1 opretholdt ensartethed: de havde gule glatte frø, var heterozygote, og deres genotype var AaBb. Hver af disse planter producerer fire typer gameter under meiose: AB, Av, aB, aa. For at bestemme kombinationer af disse typer gameter og tage hensyn til resultaterne af opsplitning, bruges Punnett-gitteret nu. I dette tilfælde er genotyperne af den ene forælders kønsceller placeret vandret over gitteret, og genotyperne af den anden forælders kønsceller er placeret lodret i venstre kant af gitteret (fig. 20). Fire kombinationer af den ene og den anden type kønsceller i F2 kan give 16 varianter af zygoter, hvis analyse bekræfter den tilfældige kombination af genotyperne af hver af kønscellerne hos den ene og den anden forælder, hvilket giver en opdeling af træk efter fænotype i forholdet 9:3:3:1.

Det er vigtigt at understrege, at ikke kun egenskaberne ved de overordnede former blev afsløret, men også nye kombinationer: gul rynket (AAbb) og grøn glat (aaBB). Gule glatte ærtefrø ligner fænotypisk den første generations efterkommere fra en dihybrid krydsning, men deres genotype kan have forskellige muligheder: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; nye kombinationer af genotyper viste sig at være fænotypisk grønne glatte - aaBB, aaBB og fænotypisk gul rynket - AAbb, Aavv; Fænotypisk har grønne rynkede en enkelt genotype, aabb. I dette kryds nedarves frøens form uanset deres farve. De 16 varianter af kombinationer af alleler i zygoter, der betragtes, illustrerer kombinativ variabilitet og uafhængig opdeling af allelerpar, dvs. (3:1)2.

Uafhængig kombination af gener og opdeling baseret på det i F2 i forholdet. 9:3:3:1 blev senere bekræftet for et stort antal dyr og planter, men under to forhold:

1) dominans skal være fuldstændig (med ufuldstændig dominans og andre former for geninteraktion har de numeriske forhold et andet udtryk); 2) uafhængig opdeling er anvendelig for gener lokaliseret på forskellige kromosomer.

Mendels tredje lov kan formuleres som følger: medlemmer af et par alleler adskilles i meiose uafhængigt af medlemmerne af andre par, kombineres i gameter tilfældigt, men i alle mulige kombinationer (med en monohybrid krydsning var der 4 sådanne kombinationer, med en dahybrid - 16, med en trihybrid krydsende heterozygoter danner 8 typer gameter, for hvilke 64 kombinationer er mulige osv.).

Udgivet på www.allbest.

...

Lignende dokumenter

Principperne for overførsel af arvelige egenskaber fra forældreorganismer til deres efterkommere, som følge af Gregor Mendels eksperimenter. Krydser to genetisk forskellige organismer. Arvelighed og variabilitet, deres typer. Begrebet reaktionsnorm.

abstrakt, tilføjet 22/07/2015

Typer af nedarvning af egenskaber. Mendels love og betingelser for deres manifestation. Essensen af hybridisering og krydsning. Analyse af resultaterne af polyhybrid krydsning. De vigtigste bestemmelser i hypotesen om "Purity of Gametes" af W. Bateson. Eksempel løsning typiske opgaver om krydsning.

præsentation, tilføjet 11/06/2013

Dihybrid og polyhybrid krydsning, arvemønstre, krydsningsforløb og spaltning. Sammenknyttet arv, uafhængig fordeling af arvelige faktorer (Mendels anden lov). Interaktion af gener, kønsforskelle i kromosomer.

abstract, tilføjet 13-10-2009

Konceptet med dihybrid krydsning af organismer, der adskiller sig i to par alternative træk (to par alleler). Opdagelse af mønstre for arv af monogene træk af den østrigske biolog Mendel. Mendels love om nedarvning af egenskaber.

præsentation, tilføjet 22/03/2012

Mekanismer og mønstre for nedarvning af egenskaber. Rækker af kontrasterende par af forældreegenskaber for planter. Alternative egenskaber i cantaloupe og cantaloupe. Eksperimenter på plantehybrider af Gregor Mendel. Eksperimentelle undersøgelser af Sajre.

præsentation, tilføjet 02/05/2013

Lovene om nedarvning af egenskaber. Grundlæggende egenskaber ved levende organismer. Arvelighed og variabilitet. Klassisk eksempel monohybrid krydsning. Dominerende og recessive træk. Eksperimenter med Mendel og Morgan. Kromosomal teori om arvelighed.

præsentation, tilføjet 20/03/2012

Genetik og evolution, klassiske love af G. Mendel. Lov om ensartethed af første generations hybrider. Spaltningsloven. Loven om uafhængig kombination (arv) af egenskaber. Anerkendelse af Mendels opdagelser, betydningen af Mendels arbejde for udviklingen af genetik.

abstrakt, tilføjet 29/03/2003

Gregor Mendels eksperimenter med plantehybrider i 1865. Fordele ved haveærter som objekt til eksperimenter. Definition af begrebet monohybrid krydsning som hybridisering af organismer, der adskiller sig i et par alternative karakterer.

præsentation, tilføjet 30-03-2012

Grundlæggende love for arv. Grundlæggende mønstre for nedarvning af egenskaber ifølge G. Mendel. Love om ensartethed af første generations hybrider, opdeling i fænotypiske klasser af anden generations hybrider og uafhængig kombination af gener.

kursusarbejde, tilføjet 25/02/2015

Arvelighed og variabilitet af organismer som genstand for undersøgelse af genetik. Gregor Mendels opdagelse af lovene om nedarvning af egenskaber. Hypotesen om den arvelige overførsel af diskrete arvelige faktorer fra forældre til afkom. Videnskabsmands arbejdsmetoder.

Den østrigske præst og botaniker Gregor Johann Mendel lagde grunden til genetikvidenskaben. Han udledte matematisk genetikkens love, som nu kaldes efter ham.

Mendel udførte sine eksperimenter, som i sidste ende førte til den sensationelle opdagelse af genetikkens love, i sin lille sognehave siden 1856. Det skal bemærkes, at den hellige fars miljø bidrog til videnskabelig forskning. Faktum er, at nogle af hans venner havde en meget god uddannelse inden for naturvidenskab. De deltog ofte i forskellige videnskabelige seminarer, hvor Mendel også deltog. Desuden havde klostret et meget rigt bibliotek, som Mendel naturligvis var stamgæst af. Han var meget inspireret af Darwins bog "Arternes oprindelse", men man ved med sikkerhed, at Mendels eksperimenter begyndte længe før udgivelsen af dette værk.

Den 8. februar og 8. marts 1865 talte Gregor (Johann) Mendel ved møder i Natural History Society i Brünn, hvor han talte om sine usædvanlige opdagelser på et endnu ukendt område (som senere skulle blive kendt som genetik). Gregor Mendel udførte eksperimenter på simple ærter, men senere blev rækken af eksperimentelle objekter betydeligt udvidet. Som følge heraf kom Mendel til den konklusion, at en bestemt plantes eller dyrs forskellige egenskaber ikke bare optræder ud af den blå luft, men afhænger af "forældrene". Information om disse arvelige egenskaber videregives gennem gener (et begreb opfundet af Mendel, hvorfra begrebet "genetik" er afledt). Allerede i 1866 udkom Mendels bog "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Eksperimenter med plantehybrider"). Samtiden satte dog ikke pris på den revolutionære karakter af opdagelserne af den beskedne præst fra Brunn.

Gregor Mendel - lærer eller munk?

Mendels love

Det cytologiske grundlag for Mendels love er baseret på:

Parringer af kromosomer (parringer af gener, der bestemmer muligheden for at udvikle en hvilken som helst egenskab)

Funktioner ved meiose (processer, der forekommer i meiose, som sikrer den uafhængige divergens af kromosomer med generne placeret på dem til forskellige plusser i cellen og derefter til forskellige gameter)

Egenskaber ved befrugtningsprocessen (tilfældig kombination af kromosomer, der bærer et gen fra hvert allelpar)

Mendels videnskabelige metode

I modsætning til sine forgængere, som forsøgte at spore arven af mange egenskaber ved en organisme i det samlede antal, studerede Mendel dette komplekse fænomen analytisk. Han observerede arven af blot et par eller et lille antal alternative (gensidigt udelukkende) karakterpar i haveærtesorter, nemlig: hvide og røde blomster; kort og høj statur; gule og grønne, glatte og rynkede ærtefrø osv. Sådanne kontrasterende egenskaber kaldes alleler, og udtrykkene "allel" og "gen" bruges som synonymer.

Til krydsninger brugte Mendel rene linjer, det vil sige afkom af en selvbestøvende plante, hvor et lignende sæt gener er bevaret. Hver af disse linjer producerede ikke opdeling af tegn. Det var også væsentligt i metoden for hybridologisk analyse, at Mendel var den første til nøjagtigt at beregne antallet af efterkommere - hybrider med forskellige karakteristika, dvs. matematisk behandlede de opnåede resultater og introducerede den symbolik, der accepteres i matematik for at registrere forskellige krydsningsmuligheder: A, B, C, D og etc. Med disse bogstaver betegnede han de tilsvarende arvelige faktorer.

Af de mange forskellige karakterer af krydsede ærteplanter tog Mendel i sit første eksperiment hensyn til arven af kun ét par: gule og grønne frø, røde og hvide blomster osv. En sådan krydsning kaldes monohybrid. Hvis arven af to tegnpar spores, for eksempel gule glatte ærtefrø af en sort og grønne rynkede af en anden, så kaldes krydsningen dihybrid. Hvis der tages højde for tre eller flere trækpar, kaldes krydsningen polyhybrid.

Mønstre for nedarvning af egenskaber

Alleler er betegnet med bogstaver i det latinske alfabet, mens Mendel kaldte nogle træk dominerende (overvejende) og betegnede dem med store bogstaver - A, B, C osv., andre - recessive (mindre, undertrykt), som han betegnede med små bogstaver - a, c, c osv. Da hvert kromosom (bærer af alleler eller gener) kun indeholder en af to alleler, og homologe kromosomer altid er parret (den ene faderlig, den anden moder), har diploide celler altid et par alleler: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb osv. Individer og deres celler, der har et par identiske alleler (AA eller aa) i deres homologe kromosomer, kaldes homozygote. De kan kun danne én type kønsceller: enten kønsceller med A-allelen eller kønsceller med a-allelen. Individer, der har både dominante og recessive Aa-gener i de homologe kromosomer i deres celler, kaldes heterozygote; Når kønsceller modnes, danner de to typer kønsceller: kønsceller med A-allelen og kønsceller med a-allelen. I heterozygote organismer er den dominante allel A, som manifesterer sig fænotypisk, placeret på et kromosom, og den recessive allel a, undertrykt af den dominante, er i den tilsvarende region (locus) af et andet homologt kromosom. I tilfælde af homozygositet afspejler hvert af alleleparret enten den dominante (AA) eller recessive (aa) tilstand af generne, hvilket vil manifestere deres virkning i begge tilfælde. Begrebet dominerende og recessive arvelige faktorer, som først blev brugt af Mendel, er fast etableret i moderne genetik. Senere blev begreberne genotype og fænotype introduceret. Genotype er helheden af alle gener, som en given organisme har. Fænotype er helheden af alle de tegn og egenskaber af en organisme, der afsløres i processen med individuel udvikling under givne forhold. Begrebet fænotype strækker sig til alle egenskaber ved en organisme: egenskaber ved den ydre struktur, fysiologiske processer, adfærd osv. Den fænotypiske manifestation af egenskaber realiseres altid på grundlag af genotypens interaktion med et kompleks af indre og ydre miljøer faktorer.

Præstationer:

Faglig, social position: Mendel - østrigsk botaniker, augustinermunk, abbed, abbed.

Hovedbidrag (kendt for): Mendel var en østrigsk botaniker, der opdagede de grundlæggende principper for arvelighed og lagde grundlaget for moderne genetik. Hans teori er en af grundlæggende systemer biologi.
Indskud: Mendel viste, at arven af disse karakterer er underlagt visse love, som nu hedder.
Mendels love om arvelighed og, som beskriver rækkefølgen af overførsel af arvelige egenskaber fra generation til generation:
Lov om karakterenheden (gener) siger, at personlighedens karakteristika er under kontrol af arvelige faktorer, par af elementære enheder nu kendt som gener.
Loven om dominans siger at nogle nedarvede faktorer er dominerende og kan maskere andre, recessive faktorer.
Lov om opdeling (segregation) siger, at faktorerne i et par er adskilt under reproduktionen, så kun en af faktorerne påvirker afkommet.
Lov om uafhængig kombination som siger, at en organismes individuelle træk overføres uafhængigt af hinanden.
Princippet om ufuldstændig dominans, angiver, at for nogle egenskaber er intet enkelt gen dominerende.
Han offentliggjorde sine resultater i 1865, men hans arbejde blev ignoreret. Betydningen af Mendels arbejde blev først erkendt i 1900, da tre botanikere, Carl Erich Correns, Erich von Cermak og Hugo de Vries, der arbejdede uafhængigt af hinanden, kom til lignende konklusioner, og i processen opdagede hans arbejde.
I løbet af 1930'erne og 1940'erne blev den moderne syntetiske teori skabt, der kombinerede Mendelsk genetik med Darwins teori om naturlig selektion.
Hans system viste sig at være generelt anvendeligt og er et af biologiens grundlæggende systemer.
Hovedværker: Versuche über Pflanzen-Hybride "Treatises on plant hybrids", 1865.

Liv:

Oprindelse: Gregor Mendel blev født den 20. juli 1822 i en etnisk tysk familie i Heinzendorf i det østrigske imperium og blev døbt to dage senere. Han var søn af Anton og Rosina Mendel og havde en storesøster Veronica, samt den yngre Teresia. Hans forfædre var bønder, og hans far måtte arbejde hårdt som livegen. Allerede dengang viste Mendel stor kærlighed til naturen og bar denne kærlighed hele sit liv. Som barn arbejdede Mendel meget i haven og studerede biavl.
Uddannelse: I 1831 blev han sendt til Piaristskolen i Lipnik og som 12-årig til gymnastiksalen i Opava (Troppau). I sin ungdom, i 1840-1843, studerede han ved det filosofiske institut i Olmutz. Fra 1844 til 1848 studerede han ved Brünn Theological Institute og senere ved Universitetet i Wien.
Hovedstadier af professionel aktivitet: Mellem 1856 og 1865 han udførte en række eksperimenter med ærteplanter, og hans opdagelser blev et matematisk grundlag for genetikkens grundlag.
Efter anbefaling af sin fysiklærer Friedrich Franz gik han i 1843 ind i Augustinerklosteret St. Thomas (St. Thomas) i Brunn. Født Johann Mendel, da han trådte ind i monastikken tog han navnet Gregor. I 1847 blev han ordineret til præst og tjente en kort tid som præst ved klostret Old Brunne.
I 1851 blev han sendt for at studere ved universitetet i Wien og vendte i 1853 tilbage til sit kloster som lærer, hovedsagelig i fysik. På det tidspunkt underviste augustinerne i filosofi, fremmede sprog, matematik og naturvidenskab på gymnasier og universiteter.
På dette tidspunkt studerede Mendel sammen med undervisning og teologisk forskning landbrug, frugtavl og vindyrkning ved Institut for Filosofi i Brünn. Omgivet af en atmosfære af dynamisk aktivitet, fandt Mendel optimale forhold til studiet, og så til mit forskningsarbejde. Han blev inspireret af sine universitetsprofessorer og sine kolleger ved klostret til at forske i ændringer i planter. Han udførte sin hovedforskning fra 1856 til 1865 i sit klosters have.
I 1868 blev Mendel abbed for klosteret St. Thomas og var ikke længere involveret i videnskabelig forskning. I hans fritid, i løbet af 10 år dyrkede han mindst 29.000 ærteplanter. Han krydsbestøvede dem omhyggeligt, emballerede dem for at beskytte dem mod utilsigtet befrugtning og beskrev derefter planterne, der voksede fra frøene.
Han katalogiserede successive generationer af ærter med statistisk præcision og forsøgte at bestemme årsagerne til så forskellige egenskaber som højde (høj eller kort), blomsterfarver (grøn eller gul) og form under reproduktion.
Hovedstadier i det personlige liv: Mendel var en godmodig og konfliktfri person. Han var meget elsket af sognebørn, studerende og munke. Han giftede sig aldrig og havde ingen børn.
Mendel døde den 6. januar 1884, 61 år gammel, i Brno, Moravia, Østrig-Ungarn (nu Tjekkiet).
Fremhæv: Fra han var fyrre og til slutningen af sine dage led Mendel af overvægt. Et lille menageri blev indrettet i hans klosterlejlighed. Charles Darwin var ikke bekendt med Mendels arbejde. Mendel døde uden at vide, at han ville blive kendt som genetikkens fader. Efter hans død brændte hans efterfølger abbeden alle dokumenter fra Mendels samling for at undgå beskatning.