Գրեգոր Մենդելը համարվում է ժամանակակից գենետիկայի հայրը։ Նա ավստրիացի վանական էր, ով աշխատում էր սիսեռի բույսերի հետ՝ բացատրելու, թե ինչպես են երեխաները ժառանգում իրենց ծնողներից հատկությունները: Նրա աշխատանքը հիմք դարձավ, թե ինչպես են գիտնականները հասկանում ժառանգականությունը, և նա լայնորեն համարվում է գենետիկայի ոլորտում առաջամարտիկ։
Սիսեռ բույսեր և Մենդելյան գենետիկա
Մենդելի հայտնի սիսեռ բույսերի փորձարկումներում նա միտումնավոր խաչաձև փոշոտեց ակնհայտ տարբեր հատկանիշներով սիսեռի բույսերը՝ որոշ կարևոր բաներ բացահայտելու այն մասին, թե ինչպես են սերունդները ժառանգում իրենց ծնողներից:
Փորձերը
Մենդելը չափեց սիսեռի բույսերի յոթ առանձնահատուկ բնութագրերը.
- Հարթ կամ կնճռոտ հասած սերմ
- Սերմերի դեղին կամ կանաչ սպիտակուց
- Մանուշակագույն կամ սպիտակ ծաղիկ
- Փքված կամ սեղմված հասուն պատիճ
- Կանաչ կամ դեղին չհասած պատյաններ
- Ծաղիկների առանցքային կամ եզրային դիրք
- Բարձր կամ գաճաճ ցողունի երկարություն
Ինչ բացահայտեց
1856-ից 1863 թվականներին Մենդելը փորձեր կատարեց Pisum sativum կամ սիսեռ բույսի տեսակների վրա: Նրա փորձերը ստիպեցին նրան կատարել երեք ընդհանրացում.
- Սերունդը յուրաքանչյուր ծնողից ձեռք է բերում ժառանգական մեկ գործոն. Սա հայտնի է որպես տարանջատման օրենք։
- Տարբեր հատկանիշներ ունեն միասին առաջանալու հավասար հնարավորություն: Սա հայտնի է որպես անկախ տեսականու օրենք, և այսօրվա գիտնականները սա հիմնականում անճշտ են հասկանում: Որոշ գեներ իրականում կապված են միմյանց հետ և ավելի հաճախ հայտնվում միասին։
- Սերունդը կժառանգի գերիշխող հատկանիշը և կարող է ժառանգել ռեցեսիվ հատկանիշը միայն այն դեպքում, եթե նա ժառանգի երկու ռեցեսիվ գործոնները: Սա հայտնի է որպես գերիշխանության օրենք։
Նրա ժամանակի գիտնականների մեծ մասը մերժել է Մենդելի աշխատանքը։ Դա լայնորեն ընդունված էր միայն նրա մահից հետո: Նրա կենդանության օրոք գիտնականների մեծամասնությունը կարծում էր, որ սերունդները ժառանգել են գծերը միախառնման միջոցով, այսինքն՝ սերունդը ժառանգել է ծնողների հատկանիշների «միջինը»:
Մենդելյան գենետիկայի ցուցադրում
Ասում են, որ Մենդելը փորձարկել է ավելի քան 28000 բույս՝ իր եզրակացության գալու համար: Թեև նրա նախագծի շրջանակը, հավանաբար, իրատեսական չէ, որ դուք վերստեղծեք, դուք կարող եք ուսումնասիրել գենետիկան՝ օգտագործելով բույսերը:
Ո՞վ է Հայրը
Ով է Հայրը փորձ է, որի ընթացքում ուսանողները փորձեր կկատարեն բույսերի վրա՝ գուշակելու տեսանելի հատկությունները: Դուք կարող եք վերստեղծել փորձը Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) միջոցով, որոնք հատուկ նախագծված են, որպեսզի ուսանողները կարողանան օգտագործել դրանք գենետիկան ուսումնասիրելու համար:Նրանք նաև ավելի արագ են աճում` կյանքի ամբողջական ցիկլը տևում է 28-30 օր: Այս փորձի ավարտին կպահանջվի մոտավորապես վեց շաբաթ ամենօրյա դիտարկումներ: Այն լավագույնս համապատասխանում է միջին դպրոցի կամ ավագ դպրոցի տարեց ուսանողներին, ովքեր սովորում են գենետիկա:
Նյութեր
- Wisconsin Fast Plants® սերմ, ոչ մանուշակագույն ցողուն, անմազ (200 հատ)
- Wisconsin Fast Plants® սերմ, դեղին-կանաչ տերեւ (տուփ 200 հատ)
- Wisconsin Fast Plants® սերմ, ոչ մանուշակագույն ցողուն, դեղին-կանաչ տերեւ (200 հատ)
- Կավաթաղանթի խառնուրդ
- Դանդաղ արձակող պարարտանյութի հատիկներ
- Տնական լյումինեսցենտային լուսավորության համակարգ կամ գնված լուսավորության համակարգ
- Տնական աճեցման համակարգ (այլընտրանք՝ կարող եք ձեռք բերել ոռոգման համակարգ)
- Պիտակներ բույսերի համար
- Խցիկներ և կապեր
- Q-խորհուրդներ, կամ մեղվի ձողիկներ (ձեզ ընդամենը մի քանիսն է պետք)
Հրահանգներ
- Նախ կառուցեք ձեր լուսավորության և ջրելու համակարգերը: Wisconsin Fast Plants®-ին անհրաժեշտ է շարունակական լյումինեսցենտ լույս և պարարտանյութի և ջրի շարունակական մատակարարում: Դուք կարող եք կամ պատրաստել դրանց տնական տարբերակները, կամ կարող եք գնել նախապես պատրաստված փաթեթներ Carolina Biological-ի միջոցով: Երկու տարբերակներն էլ վերը նշված են նյութերի ցանկում:
- Տնկեք սերմերը (պետք չէ բոլորն օգտագործել) ըստ աճեցման հրահանգների։ Դուք պետք է սկսեք տնկել ոչ մանուշակագույն, դեղնականաչավուն տերևների սերմեր (սա կանվանվեն որպես առաջին սերնդի սերունդ կամ O1): Նաև տնկեք ոչ մանուշակագույն ցողունը, առանց մազերի սերմեր: (Այս սերմերը մայրական սերմերն են, որոնք կոչվում են P1): Համոզվեք, որ նշել եք, թե որն է:
- Մոտավորապես չորսից յոթ օրվա ընթացքում ձեր բույսերը պետք է աճեն: Դիտեք բույսերի երկու խմբերի ցողունի և տերևների գույները և գրանցեք ձեր դիտարկումները ձեր լաբորատոր նոթատետրում: Ձեր դիտարկումները քանակականացնելու լավագույն միջոցը ֆենոտիպերի հաշվումն է (հաշվել ոչ մանուշակագույն ցողուններով բույսերի թիվը, դեղնականաչավուն տերևներ ունեցող բույսերի քանակը և այլն։)
- Հեռացրե՛ք մայր բույսերը, բայց պահպանե՛ք սերունդներին։
- Գրեք վարկած, թե ինչպես են սերունդները ժառանգել իրենց դիտելի գենետիկական հատկությունները: Օրինակ, եթե նկատում եք, որ ձեր սերունդների մեծ մասն ունի ոչ մանուշակագույն ցողուններ, բայց դեղին տերևներ, դուք կարող եք դրանք վերագրել որպես գերիշխող հատկություններ: Եթե նկատում եք, որ ձեր սերունդների որոշ բույսեր ունեն մանուշակագույն ցողուններ և կանաչ տերևներ, կարող եք ենթադրել, որ դրանք ռեցեսիվ հատկություններ են: Ձեր դիտարկումների հիման վրա ստեղծեք ստուգելի վարկած: Դուք կփորձեք գուշակել հայր բույսի ցողունի և տերևների գույները՝ հիմնվելով ձեր վարկածի վրա:
- Միջավորեք բույսերը մեղվի փայտով կամ Q-tip-ով: Դա անելու համար նրբորեն փոխեք մեղվի փայտը մի բույսի վրա՝ համոզվելով, որ բույսը ծաղկափոշի ունի, այնուհետև այն կիսեք մեկ այլ բույսի հետ: Դա արեք մի քանի անգամ՝ համոզվելու համար, որ յուրաքանչյուր բույս ծաղկափոշի է ստանում մի քանի այլ բույսերից՝ և՛ նման, և՛ ոչ նման նկատելի հատկություններով: Դա արեք օրը մեկ անգամ երեք օր։
- Երեք օրն ավարտվելուց հետո կտրեք չփոշոտված ծաղկի բողբոջները։
- Դադարեցրեք բույսերը ջրելուց և թողեք դրանք չորանան։
- Քաղեք սերմերը և վերատնկեք դրանք՝ ըստ էության նորից սկսելով գործընթացը: Այս սերմերը սերունդների երկրորդ սերունդն են կամ O2։
- Դիտարկումներ կատարեք հաջորդ սերնդի բույսերի ցողունի և տերևների գույնի վերաբերյալ: Ի՞նչ ես կարծում, քո վարկածը ճի՞շտ էր։
- Տնկեք դեղնականաչավուն տերևի սերմերը։ Սրանք հայտնի կլինեն որպես «հայր» կամ P2:
- Մի քանի օր անց դիտարկեք P2 բույսերի ցողունի և տերևների գույները: Ձեր դիտարկումները հաստատո՞ւմ են ձեր վարկածը:
Տեսանյութի ուղղություններ
Այս տեսանյութը ցույց է տալիս, թե ինչպես անել գենետիկայի լաբորատորիաները և կօգնի ձեզ լուծել ձեր բույսերի գենետիկայի ուսումնասիրության ընթացակարգը:
Օնլայն լաբորատորիաներ
Հարկ է նշել, որ եթե ոլոռ աճեցնելը և տնական ապարատներ պատրաստելը մի փոքր ավելին են, քան դուք սակարկում էիք, ապա առցանց կան մի քանի հիանալի ինտերակտիվ լաբորատորիաներ:
Մենդելի ոլոռ
Այս առցանց լաբորատորիան Մենդելի սիսեռով փորձերի կրկնօրինակն է: Լաբորատորիան ունի հարմար մենյու, այնպես որ դուք կարող եք իրականում ուսումնասիրել լաբորատորիան նախքան որևէ բան անելը: Լաբորատորիան ձեզ տանում է տարբեր քայլերի միջով, ներառյալ ոլոռը տնկելը, դրանց հատկությունները դիտարկելը և այնուհետև խաչաձև փոշոտել ձեր աճեցրած առաջին բույսերը: Սա հենց այն է, ինչ արեց Մենդելը, որպեսզի ուսանողները կարողանան զգալ այն հոգնեցուցիչ գործընթացը, որի միջով նա անցել է իր դիտարկումները ներկայացնելու համար:
Սիսեռ ապուր
Չնայած գրաֆիկական առումով այնքան էլ հետաքրքիր չէ, սիսեռի ապուրը ևս մեկ առցանց տարբերակ է, որն օգնում է ուսանողներին դիտարկել սիսեռի բույսերի երկու հատկանիշը: Սկսելու համար սեղմում եք «սկսել փորձը» կոճակը: Այնուհետև ձեզ բերում են մի էջ, որտեղ կարող եք ընտրել երկու տարբեր ոլոռ «զուգավորել»: Նրանց գենոտիպերը գրված են ձեզ համար։ Այնուհետև էջը ձեզ ցույց կտա ձեր ընտրած «ծնողների» համար հասանելի բոլոր տարբերակները: Էջը արագ շարժվում է, և դուք կարող եք բաց թողնել այն, եթե ամեն ինչ չգրեք։
MIT's STAR Genetics
MIT-ի STAR Genetics լաբորատորիան ներբեռնվող մի տեսակ «խաղ» է, որտեղ ուսանողները կարող են խառնել և համապատասխանեցնել տարբեր տեսակների գենոտիպերը, այդ թվում՝ սիսեռ բույսերը, մրգային ճանճերը և նույնիսկ կովերը: Ծրագիրը լավագույնս համապատասխանում է ավագ դպրոցի աշակերտներին, ովքեր լավ են հասկանում կենսաբանությունը:
Գենետիկան զվարճալի է
Անկախ նրանից՝ ուսումնասիրում եք սիսեռի բույսերը կամ պտղատու ճանճերը, կամ պարզապես գնում եք տուն և հետևում ձեր ծնողների հատկություններին և փորձում պարզել, թե ինչպես եք ստացել ձեր սեփականը, գենետիկայի ուսումնասիրությունը կարող է շատ զվարճալի լինել: Թեև ժամանակակից գենետիկան բացահայտում է մի քանի բաներ, որոնք Մենդելը սխալ է թույլ տվել, նրա տեսությունները դեռևս կիրառվում են այն դեպքերում, երբ հատկությունները կապված չեն կամ չեն ազդում այլ գործոնների ազդեցության տակ:
