Біографія Менделя коротко. Великий внесок грегора йоганна Менделя у розвиток експериментальної генетики

Основоположником науки про спадковість – генетики по праву вважається австро-угорський вчений Грегор Мендель. Робота дослідника, «перевідкрита» лише 1900 року, принесла посмертну славу Менделю і стала початком нової науки, яку дещо пізніше назвали генетикою До кінця сімдесятих років XX століття генетика в основному рухалася шляхом, прокладеним Менделем, і тільки коли вчені навчилися читати послідовність нуклеїнових основ у молекулах ДНК, спадковість почали вивчати не за допомогою аналізу результатів гібридизації, а спираючись на фізико-хімічні методи.

Грегор Йоган Мендель народився в Гейзендорфі, що в Сілезії, 22 липня 1822 року в сім'ї селянина. У початковій школівін виявив видатні математичні здібностіі на вимогу вчителів продовжив освіту в гімназії невеликого, що знаходиться поблизу містечка Опава. Однак на подальше навчання Менделя грошей у сім'ї не вистачало. Насилу їх вдалося наскрести на завершення гімназичного курсу. Врятувала молодша сестра Тереза: вона пожертвувала накопиченим їй приданим. На ці кошти Мендель зміг провчитися ще деякий час на курсах підготовки до університету. Після цього кошти сім'ї закінчилися остаточно.

Вихід запропонував професор математики Франц. Він порадив Менделю вступити до серпневого монастиря міста Брно. Його очолював тоді абат Кирило Напп - людина широких поглядів, заохочував заняття наукою. У 1843 році Мендель вступив до цього монастиря і отримав ім'я Грегор (при народженні йому було дано ім'я Йоган). Через
чотири роки монастир направив двадцятип'ятирічного ченця Менделя вчителем у середню школу. Потім із 1851 по 1853 рік він вивчав природні науки, особливо фізику, у Віденському університеті, після чого став викладачем фізики та природознавства у реальному училищі міста Брно.

Його педагогічну діяльність, що тривала чотирнадцять років, високо цінували і керівництво училища, і учні. За спогадами останніх, він вважався одним із найулюбленіших вчителів. Останні п'ятнадцять років життя Мендель був настоятелем монастиря.

З юності Грегор цікавився природознавством. Будучи швидше любителем, ніж професійним вченим-біологом, Мендель постійно експериментував із різними рослинами та бджолами. У 1856 році він почав класичну роботу з гібридизації та аналізу успадкування ознак у гороху.

Мендель працював у крихітному, менше двох із половиною соток гектара, монастирському садочку. Він висівав горох протягом восьми років, маніпулюючи двома десятками різновидів цієї рослини, різних за фарбуванням квіток і за видом насіння. Він зробив десять тисяч дослідів. Своєю старанністю і терпінням він дивував неабияке подив допомагали йому в потрібних випадкахпартнерів - Вінкельмейєра та Ліленталя, а також садівника Мареша, дуже схильного до випивки. Якщо Мендель і
давав пояснення своїм помічникам, то навряд вони могли його зрозуміти.

Неквапливо текло життя у монастирі Святого Томаша. Неквапливий був і Грегор Мендель. Наполегливий, спостережливий і дуже терплячий. Вивчаючи форму насіння у рослин, отриманих в результаті схрещувань, він задля з'ясування закономірностей передачі лише однієї ознаки («гладкі - зморшкуваті») аналізував 7324 горошини. Кожне насіння він розглядав у лупу, порівнюючи їх форму та роблячи записи.

З дослідів Менделя почався інший відлік часу, головний відмінною рисоюякого став знову ж таки запроваджений Менделем гібридологічний аналіз спадковості окремих ознак батьків у потомстві. Важко сказати, що саме змусило дослідника природи звернутися до абстрактного мислення, відволіктися від голих цифр та численних експериментів. Але саме воно дозволило скромному викладачеві монастирської школи побачити цілісну картину дослідження; побачити її лише після того, як довелося знехтувати десятими та сотими частками, зумовленими неминучими статистичними варіаціями. Лише тоді буквально «позначені» дослідником альтернативні ознаки відкрили йому щось сенсаційне: певні типи схрещування у різному потомстві дають співвідношення 3:1, 1:1 або 1:2:1.

Мендель звернувся до робіт своїх попередників за підтвердженням здогадки, що майнув у нього. Ті, кого дослідник почитав за авторитети, прийшли до різний часі кожен по-своєму до загального висновку: гени можуть мати домінуючі (переважні) або рецесивні (пригнічені) властивості. А якщо так, робить висновок Мендель, то комбінація неоднорідних генів і дає те саме розщеплення ознак, що спостерігається у його власних дослідах. І в тих самих співвідношеннях, що були обчислені за допомогою його статистичного аналізу. «Перевіряючи алгеброю гармонію» змін, що відбуваються в отриманих поколіннях гороху, вчений навіть ввів літерні позначення, відзначивши великою літерою домінантний, а рядковий - рецесивний стан одного й того ж гена.

Мендель довів, що кожна ознака організму визначається спадковими факторами, задатками (згодом їх назвали генами), що передаються від батьків нащадкам зі статевими клітинами. Внаслідок схрещування можуть з'явитися нові поєднання спадкових ознак. І частоту появи кожного такого поєднання можна передбачити.

Узагальнено результати роботи вченого виглядають так:

Усі гібридні рослини першого покоління однакові та виявляють ознаку одного з батьків;

Серед гібридів другого покоління з'являються рослини як із домінантними, так і з рецесивними ознаками у співвідношенні 3:1;

Дві ознаки у потомстві поводяться незалежно і у другому поколінні зустрічаються у всіх можливих поєднаннях;

Необхідно розрізняти ознаки та їх спадкові задатки (рослини, що виявляють домінантні ознаки, можуть у прихованому вигляді нести
задатки рецесивних);

Об'єднання чоловічих та жіночих гамет випадково щодо того, задатки яких ознак несуть ці гамети.

У лютому та березні 1865 року у двох доповідях на засіданнях провінційного наукового гуртка, що носив назву Товариства дослідників природи міста Брю, один з рядових його членів, Грегор Мендель, повідомив про результати своїх багаторічних досліджень, завершених в 1863 році.

Незважаючи на те, що його доповіді були досить холодно зустрінуті членами гуртка, він наважився опублікувати свою роботу. Вона побачила світ у 1866 році у працях товариства під назвою «Досліди над рослинними гібридами».

Сучасники не зрозуміли Менделя і оцінили його працю. Багатьом вчених спростування висновку Менделя означало б не мало не мало, як твердження своєї концепції, яка свідчила, що набутий ознака можна «втиснути» в хромосому і навернути в наследуемый. Щойно не руйнували «крамольний» висновок скромного настоятеля монастиря з Брно маститі вчені, яких тільки епітетів не вигадували, щоб принизити, висміяти. Але час вирішив по-своєму.

Так, Грегор Мендель не визнали сучасниками. Надто вже простою, нехитрою представилася їм схема, в яку без натиску і скрипу вкладалися складні явища, що становлять у поданні людства основу непорушної піраміди еволюції. До того ж у концепції Менделя були й уразливі місця. Так, принаймні, це його опонентам. І самому досліднику теж, оскільки він не міг розвіяти їхніх сумнівів. Однією з «винувань» його невдач була
яструбінка.

Ботанік Карл фон Негелі, професор Мюнхенського університету, прочитавши роботу Менделя, запропонував автору перевірити виявлені ним закони на яструбінці. Ця маленька рослина була улюбленим об'єктом Негелі. І Мендель погодився. Він витратив багато зусиль на нові досліди. Яструбінка - надзвичайно незручна для штучного схрещування рослина. Дуже дрібне. Доводилося напружувати зір, а він став дедалі більше погіршуватися. Нащадок, отриманий від схрещування яструбінки, не підкорявся закону, як він вважав, правильному для всіх. Лише через роки після того, як біологи встановили факт іншого, не статевого розмноження яструбінки, заперечення професора Негелі, головного опонента Менделя, було знято з порядку денного. Але ні Менделя, ні самого Негелі вже, на жаль, не було живим.

Дуже образно долю роботи Менделя сказав найбільший радянський генетик академік Б.Л. Астауров, перший президент Всесоюзного товариства генетиків та селекціонерів імені М.І. Вавилова: «Доля класичної роботи Менделя перетворена і чужа драматизму. Хоча їм були виявлені, ясно показані і значною мірою зрозумілі загальні закономірності спадковості, біологія того часу ще не доросла до усвідомлення їх фундаментальності. Сам Мендель з дивовижною проникливістю передбачав загальнозначущість виявлених на гороху закономірностей і отримав деякі докази їх застосування до деяких інших рослин (трьом видам квасолі, двом видам левкоя, кукурудзі та нічній красуні). Однак його наполегливі та стомлюючі спроби докласти знайдені закономірності до схрещування численних різновидів та видів яструбінки не виправдали надій та зазнали повного фіаско. Наскільки щасливим був вибір першого об'єкта (гороху), настільки ж невдалий другий. Тільки набагато пізніше, вже в нашому столітті, стало зрозуміло, що своєрідні картини успадкування ознак у яструбінки є винятком, що лише підтверджує правило. За часів Менделя ніхто не міг підозрювати, що зроблені ним схрещування різновидів яструбінки фактично не відбувалися, оскільки ця рослина розмножується без запилення та запліднення, незайманим шляхом за допомогою так званої апогамії. Невдача копітких і напружених дослідів, що викликали майже повну втрату зору, обтяжливі обов'язки прелата, що звалилися на Менделя, і похилого віку змусили його припинити улюблені дослідження.

Минуло ще кілька років, і Грегор Мендель пішов із життя, не передчуваючи, які пристрасті бушуватимуть навколо його імені і якою славою воно, зрештою, буде вкрите. Так, слава та шана прийдуть до Менделя вже після смерті. Він же залишить життя, так і не розгадавши таємниці яструбінки, яка не «уклалася» у виведені ним закони однаковості гібридів першого покоління та розщеплення ознак у потомстві».

Менделю було б значно легше, знай він про роботи іншого вченого Адамса, який опублікував на той час піонерську роботупро наслідування ознак у людини. Але Мендель не був знайомий із цією роботою. Адже Адамі на основі емпіричних спостережень за сім'ями зі спадковими захворюваннями фактично сформулював поняття спадкових задатків, помітивши домінантне та рецесивне успадкування ознак у людини. Але ботаніки не чули про роботу лікаря, а тому, ймовірно, випало на долю стільки практичної лікувальної роботи, що на абстрактні міркування просто не вистачало часу. Загалом так чи інакше, але генетики дізналися про спостереження Адамса, тільки приступивши всерйоз до вивчення історії генетики людини.

Не пощастило й Менделю. Занадто рано великий дослідник повідомив про свої відкриття науковому світу. Останній був до цього ще не готовий. Лише 1900 року, перевідкривши закони Менделя, світ вразився красі логіки експерименту дослідника і витонченої точності його розрахунків. І хоча ген продовжував залишатися гіпотетичною одиницею спадковості, сумніви щодо його матеріальності остаточно розвіялися.

Мендель був сучасником Чарлза Дарвіна. Але стаття брюннського ченця не потрапила на очі автору «Походження видів». Залишається лише гадати, як оцінив Дарвін відкриття Менделя, якби ознайомився з ним. Тим часом великий англійський натураліст виявляв чималий інтерес до гібридизації рослин. Схрещуючи різні формилевового зіва, він з приводу розщеплення гібридів у другому поколінні писав: «Чому це так? Бог знає..."

Помер Мендель 6 січня 1884, настоятелем того монастиря, де вів свої досліди з горохом. Не помічений сучасниками, Мендель, проте, анітрохи не завагався у своїй правоті. Він казав: "Мій час ще прийде". Ці слова написані на його пам'ятнику, встановленому перед монастирським садком, де він ставив свої досліди.

Знаменитий фізик Ервін Шредінгер вважав, що застосування законів Менделя рівнозначно впровадженню квантового початку у біології.

Революціонізуюча роль менделізму в біології ставала дедалі очевиднішою. На початку тридцятих років нашого століття генетика і закони Менделя, що лежать в її основі, стали визнаним фундаментом сучасного дарвінізму. Менделізм став теоретичною основоюдля виведення нових високоврожайних сортів культурних рослин, продуктивніших порід худоби, корисних видів мікроорганізмів. Менделізм дав поштовх розвитку медичної генетики.

У серпневому монастирі на околиці Брно зараз поставлено меморіальну дошку, а поряд з палісадником споруджено чудову мармурову пам'ятку Менделю. Кімнати колишнього монастиря, що виходять вікнами в палісадник, де Мендель вів свої досліди, перетворені тепер на музей його імені. Тут зібрані рукописи (на жаль, частина їх загинула під час війни), документи, малюнки та портрети, що стосуються життя вченого, належали йому книги з його позначками на полях, мікроскоп та інші інструменти, якими він користувався, а також видані в різних країнахкниги, присвячені йому та його відкриття.

У вашому браузері вимкнено Javascript.
Щоб розрахувати, необхідно дозволити елементи ActiveX!

Народився Йоган Мендель 20 липня 1882 року в невеликому селі Хейнцендорф Австрійської імперіїу сім'ї селян. Захоплення біологією у своїй біографії Мендель виявив рано. Два роки він відвідував інститут Ольмюца, після чого став ченцем в Августинському монастирі Святого Хоми.

Потім з 1844 по 1848 він навчався в богословському інституті в Брюнні. Але глибокі знання у багатьох областях Мендель отримав завдяки самоосвіті. Недовго викладав, після чого вирушив навчатися до Віденського університету. Саме там Грегор Мендель у своїй біографії багато часу присвячував вивченню гібридних нащадків рослин. Довгі роки(1856 – 1863) ставив досліди на гороху, а результаті сформулював закони наслідування («закони Менделя»).

Його праці було опубліковано, але не зацікавило відомих ботаніків того часу. Тоді у біографії Георга Менделя було поставлено ще кілька дослідів (на яструбінці, на бджолах), але результат виявився невдалим. Тому Мендель залишив свої біологічні експерименти, став настоятелем монастиря.

Механізм спадкування, відкритий завдяки біографії Григорія Менделя, зацікавив вчених лише на початку ХХ століття.

Оцінка з біографії

Нова функція!

Середня оцінка, яку одержала ця біографія. Показати оцінку

Генетика – область біології, що вивчає спадковість та мінливість.

Вступ Людина завжди прагнула керувати живою природою: структурно-функціональною організацією живих істот, їх індивідуальним розвитком, адаптацією до навколишнього середовища, регуляцією чисельності тощо. буд. на службулюдському суспільству

Людиною давно відзначені три явища, що належать до спадковості: по-перше, схожість ознак нащадків та батьків; по-друге, відмінності деяких (іноді багатьох) ознак нащадків від відповідних батьківських ознак; по-третє, виникнення у потомстві ознак, які були лише далеких предків. Спадкоємність ознак між поколіннями забезпечується процесом запліднення. З давніх-давен людина стихійно використовував властивості спадковості в практичних цілях - для виведення сортів культурних рослин і порід домашніх тварин.

Перші ідеї щодо механізму спадковості висловили ще давньогрецькі вчені Демокріт, Гіппократ, Платон, Аристотель. Автор першої наукової теоріїеволюції Ж.-Б. Ламарк скористався ідеями давньогрецьких вчених пояснення постулированного їм межі 18-19 ст. принципу передачі набутих протягом життя індивіда нових ознак потомству. Ч. Дарвін висунув теорію пангенези, яка пояснювала успадкування набутих ознак. Закони спадковості, відкриті Г. Менделем, заклали основи становлення генетики як самостійної науки.

Як все починалося

На початку 19 століття, у 1822 році, в Австрійській Моравії, у селі Ханцендорф, у селянській родині народився хлопчик. Він був другою дитиною у сім'ї. Під час народження його назвали Йоганном, прізвище батька бала Мендель.

Жилося нелегко, дитину не балували. З дитинства Йоганн звик до селянської праці та полюбив його, особливо садівництво та бджільництво. Як у пригоді йому навички, набуті в дитинстві.

Видатні здібності виявилися у хлопчика рано. Менделю було 11 років, коли його перевели із сільської школи до чотирикласного училища найближчого містечка. Він і там одразу проявив себе і вже через рік опинився у гімназії, у місті Опав.

Платити за навчання та утримувати сина батькам було важко. А тут ще обрушилося на сім'ю нещастя: батько тяжко постраждав – йому на груди впала колода. У 1840 році Йоганн закінчив гімназію і паралельно – школу кандидатів у вчителі.

Незважаючи на труднощі, Мендель продовжує навчання. Тепер уже у філософських класах у місті Оломеуц. Тут вчать як філософії, а й математиці, фізиці – предметам, без яких Мендель, біолог у душі, не мислив подальшого життя. Біологія та математика! У наші дні це поєднання нерозривне, але в 19 столітті здавалося безглуздим. Саме Мендель був першим, хто продовжив у біології широку колію для математичних методів.

Він продовжує вчитися, але життя тяжке, і ось настають дні, коли, за власним визнанням Менделя, “далі переносити таку напругу не під силу”. І тоді його життя настає переломний момент: Мендель стає ченцем. Він не приховує причин, які штовхнули його на цей крок. В автобіографії пише: "Виявився вимушеним зайняти становище, що звільняє від турбот про їжу". Чи не так, відверто? І при цьому ні слова про релігію, бога. Непереборна тяга до науки, прагнення до знань, а зовсім не прихильність до релігійної доктрини привели Менделя до монастиря. Йому виповнився 21 рік. Ті, що постригалися в ченці на знак відчуження від світу, приймали нове ім'я. Йоган став Грегором.

Був період, коли його зробили священиком. Зовсім недовгий період. Втішати стражденних, споряджати в останній путьвмираючих. Не дуже це подобалося Менделю. І він робить все, щоб позбутися неприємних обов'язків.

Інша річ учительство. Мендель викладав у міській школі, не маючи диплома вчителя, та викладав добре. Його колишні учні з теплотою згадують про нього – сердечне, доброзичливе, розумне, захоплене своїм предметом.

Цікаво, що Мендель двічі складав іспит на звання вчителя і … двічі провалювався! Адже він був найосвіченішою людиною. Нема чого говорити про біологію, класиком якої Мендель незабаром став, він був високообдарований математик, дуже любив фізику і добре знав її.

Провали на іспитах не заважали його викладацькій діяльності. У міському училищі Брно Менделя-вчителі дуже цінували. І він викладав, не маючи диплома.

У житті Менделя були роки, коли він перетворювався на самітника. Але не перед іконами схиляв він коліна, а перед грядками з горохом. З ранку і до самого вечора працював він у маленькому монастирському садку (35 метрів завдовжки та 7 метрів завширшки). Тут з 1854 по 1863 рік Мендель провів свої класичні досліди, результати яких не застаріли до цього дня. Своїм науковими успіхами Г.Мендель завдячує також надзвичайно вдалим вибором об'єкта досліджень. Загалом у чотирьох поколіннях гороху він обстежив 20 тисяч нащадків.

Близько 10 років йшли досліди щодо схрещування гороху. Щовесни Мендель висаджував рослини на своїй ділянці. Доповідь “Досліди над рослинними гібридами”, яку було прочитано брюнським натуралістам у 1865 році, виявилася несподіванкою навіть для друзів.

Горох був зручний з різних міркувань. Нащадок цієї рослини має ряд чітко помітних ознак - зелений або жовтий колір сім'ядолів, гладке або, навпаки, зморшкувате насіння, здуті або перетягнуті боби, довга або коротка вісь суцвіття стебла і так далі. Перехідних, половинчастих "змазаних" ознак був. Щоразу можна було впевнено говорити "так" чи "ні", "або - або", мати справу з альтернативою. А тому й заперечувати висновки Менделя, сумніватися у них не доводилося. І всі положення теорії Менделя вже ніким не були спростовані і за заслугами стали частиною золотого фонду науки.

Класичні закони Г. Менделя

Основні закони успадкованості були описані чеським ченцем Грегором Менделем більше століття тому, коли він викладав фізику та природну історію в середній школім. Брюнна (м. Брно).

Мендель займався селекціонуванням гороху, і саме гороху, наукової удачі та суворості дослідів Менделя ми завдячуємо відкриттям основних законів успадковуваності: закону однаковості гібридів першого покоління, закону розщеплення та закону незалежного комбінування.

Деякі дослідники виділяють не три, а два закони Менделя. При цьому деякі вчені об'єднують перший і другий закони, вважаючи, що перший закон є частиною другого та описує генотипи та фенотипи нащадків першого покоління (F1). Інші дослідники об'єднують в один другий і третій закони, вважаючи, що «закон незалежного комбінування» є по суті «закон незалежності розщеплення», що протікає одночасно по різних парах алелів. Однак у вітчизняній літературі мова йдепро три закони Менделя.

Г. Мендель був піонером у сфері вивчення результатів схрещування рослин. Такі експерименти проводилися і до нього, з тією різницею, що схрещувалися рослини різних видів. Нащадки такого схрещування (покоління F1) були стерильними, і, отже, запліднення та розвитку гібридів другого покоління (при описі селекційних експериментів друге покоління позначається F2) не відбувалося. Іншою особливістю доменделівських робіт було те, що більшість ознак, що досліджуються в різних експериментах з схрещування, були складними як за типом спадкування, так і з точки зору їх фенотипного вираження. Геніальність Менделя полягала у цьому, що у експериментах не повторив помилок попередників. Як писала англійська дослідниця Ш. Ауербах, «успіх роботи Менделя в порівнянні з дослідженнями його попередників пояснюється тим, що він мав дві істотні якості, необхідні для вченого: здатність ставити природі необхідне питання і здатність правильно тлумачити відповідь природи». По-перше, як експериментальні рослини Мендель використовував різні сорти декоративного гороху всередині одного роду Pisum. Тому рослини, що розвинулися в результаті подібного схрещування, були здатні до відтворення. По-друге, як експериментальні ознаки Мендель вибрав прості якісні ознаки типу «або /або» (наприклад, шкірка горошини може бути або гладкою, або зморщеною), які, як потім з'ясувалося, контролюються одним геном. По-третє, справжня удача Менделя полягала в тому, що обрані ним ознаки контролювали гени, що містили домінантні алелі. І, нарешті, інтуїція підказала Менделю, що всі категорії насіння всіх гібридних поколінь слід точно, аж до останньої горошини, перераховувати, не обмежуючись загальними твердженнями, що підсумовують тільки найбільш характерні результати (скажімо, такого насіння більше, ніж такого).

Мендель експериментував з 22 різновидами гороху, що відрізнялися один від одного за 7 ознаками (колір, текстура насіння тощо). Свою роботу Мендель вів вісім років, вивчив 20 тисяч рослин гороху. Усі форми гороху, що він досліджував, були представниками чистих ліній; результати схрещування таких рослин між собою завжди були однакові. Результати роботи Мендель навів у статті 1865, яка стала наріжним каменем генетики. Важко сказати, що заслуговує на більше захоплення в ньому і його роботі - строгість проведення експериментів, чіткість викладу результатів, досконале знання експериментального матеріалу або знання робіт його попередників.

Перший закон однаковості гібридів першого покоління

Цей закон стверджує, що схрещування особин, що відрізняються за даною ознакою (гомозиготних за різними алелями), дає генетично однорідне потомство (покоління F1), усі особини якого гетерозиготні. Усі гібриди F1 можуть мати при цьому або фенотип одного з батьків (повне домінування), як у дослідах Менделя, або, як було виявлено пізніше, проміжний фенотип (неповне домінування). Надалі з'ясувалося, що гібриди першого покоління F1 можуть проявити ознаки обох батьків (кодомінування). Цей закон заснований на тому, що при схрещуванні двох гомозиготних за різними алелями форм (АА та aа) усі їхні нащадки однакові за генотипом (гетерозиготними – Аа), а отже, і за фенотипом.

Другий закон розщеплення

Цей закон називають законом (незалежного) розщеплення. Суть його полягає у наступному. Коли в організму, гетерозиготного за досліджуваним ознакою, формуються статеві клітини – гамети, одна їх половина несе один аллель даного гена, а друга – інший. Тому при схрещуванні таких гібридів F1 між собою серед гібридів другого покоління F2 у певних співвідношеннях з'являються особини з фенотипами як вихідних батьківських форм, так і F1.
В основі цього закону лежить закономірна поведінка пари гомологічних хромосом (з алелями А і а), яка забезпечує утворення у гібридів F1 гамет двох типів, внаслідок чого серед гібридів F2 виявляються особини трьох можливих генотипів у співвідношенні 1АА: 2Аа: 1аа. Інакше кажучи, «онуки» вихідних форм – двох гомозигот, фенотипно відмінних друг від друга, дають розщеплення по фенотипу відповідно до другим законом Менделя.

Однак це співвідношення може змінюватись в залежності від типу спадкування. Так було в разі повного домінування виділяються 75% особин з домінантним і 25% з рецесивним ознакою, тобто. два фенотипи щодо 3 до 1. При неповному домінуванні та кодомінуванні 50% гібридів другого покоління (F2) мають фенотип гібридів першого покоління та по 25% – фенотипи вихідних батьківських форм, тобто спостерігається розщеплення 1 до 2 до 1.

Третій закон незалежного комбінування (спадкування) ознак

Цей закон говорить про те, що кожна пара альтернативних ознак поводиться у ряді поколінь незалежно один від одного, внаслідок чого серед нащадків першого покоління (тобто в поколінні F2) у певному співвідношенні з'являються особини з новими (порівняно з батьківськими). комбінаціями ознак. Наприклад, у разі повного домінування при схрещуванні вихідних форм, що відрізняються за двома ознаками, у наступному поколінні (F2) виявляються особини з чотирма фенотипами у співвідношенні 9к3к3к1. При цьому два фенотипи мають «батьківські» поєднання ознак, а два — нові. Цей закон заснований на незалежній поведінці (розщепленні) кількох пар гомологічних хромосом. Так, при дигібридному схрещуванні це призводить до утворення у гібридів першого покоління (F 1) 4 типів гамет (АВ, Ав, аВ, ав), а після утворення зигот – до закономірного розщеплення генотипу і, відповідно, фенотипу в наступному поколінні ( F2).

Парадоксально, але в сучасній науціВелике увагу приділяється й не так третьому закону Менделя у його вихідної формулюванні, скільки виняткам із нього. Закон незалежного комбінування недотримується у разі, якщо гени, контролюють досліджувані ознаки, зчеплені, тобто. розташовуються по сусідству один з одним на одній і тій же хромосомі і передаються у спадок як пов'язана пара елементів, а не окремі елементи. Наукова інтуїція Менделя підказала йому, які ознаки мають бути вибрані для його дигібридних експериментів, – він вибрав незчеплені ознаки. Якби він випадково вибрав ознаки, контрольовані зчепленими генами, його результати були б іншими, оскільки зчеплені ознаки успадковуються незалежно друг від друга.
З чим пов'язана важливість винятків із закону Менделя про незалежне комбінування? Справа в тому, що саме ці винятки дають змогу визначати хромосомні координати генів (так званий локус).

У випадках коли спадковість певної пари генів не підпорядковується третьому закону Менделя, найімовірніше ці гени успадковуються разом і, отже, розташовуються на хромосомі у безпосередній близькості друг від друга. Залежне успадкування генів називається зчепленням, а статистичний метод, що використовується для аналізу такого спадкування, називається методом зчеплення Однак за певних умов закономірності успадкування зчеплених генів порушуються. Основна причина цих порушень - явище кросинговеру, що призводить до перекомбінації (рекомбінації) генів. Біологічна основа рекомбінації у тому, що у процесі освіти гамет гомологічні хромосоми, як роз'єднатися, обмінюються своїми ділянками.

Кросинговер – процес імовірнісний, а ймовірність того, чи відбудеться чи не станеться розрив хромосоми на даній конкретній ділянці, визначається низкою факторів, зокрема фізичною відстанню між двома локусами однієї і тієї ж хромосоми. Кросинговер може відбутися і між сусідніми локусами, проте його ймовірність значно менша від ймовірності розриву (що призводить до обміну ділянками) між локусами з великою відстанню між ними.

Ця закономірність використовується при складанні генетичних карт хромосом (картування). Відстань між двома локусами оцінюється шляхом підрахунку кількості рекомбінацій на 100 гамет. Ця відстань вважається одиницею виміру довжини гена і називається сентиморганом на честь генетика Т. Моргана, який вперше описав групи зчеплених генів у плодової мушки дрозофіли - улюбленого об'єкта генетиків. Якщо два локуси знаходяться на значній відстані один від одного, то розрив між ними відбуватиметься так само часто, як при розташуванні цих локусів на різних хромосомах.

Використовуючи закономірності реорганізації генетичного матеріалуУ процесі рекомбінації вчені розробили статистичний метод аналізу, який називається аналізом зчеплення.

Умови існування законів

Закони Менделя у їхній класичній формі діють за наявності певних умов. До них відносяться:

1) гомозиготність вихідних схрещуваних форм;

2) утворення гамет гібридів всіх можливих типів у рівних співвідношеннях (забезпечується правильним перебігом мейозу; однаковою життєздатністю гамет усіх типів; рівною ймовірністюзустрічі будь-яких гамет при заплідненні);

3) однакова життєздатність зигот усіх типів.

Порушення цих умов може призводити або до відсутності розщеплення у другому поколінні, або до розщеплення у першому поколінні; або до спотворення співвідношення різних генотипів та фенотипів. Закони Менделя мають універсальний характер всім диплоїдних організмів, розмножуються статевим способом. Загалом вони справедливі для аутосомних генів з повною пенетрантністю (100%-ою частотою прояву аналізованої ознаки; 100%-а пенетрантність має на увазі, що ознака виражена у всіх носіїв алелю, що детермінує розвиток цієї ознаки) і постійною експресивністю (тобто постійним ступенем) виразності ознаки); постійна експресивність має на увазі, що фенотипова вираженість ознаки однакова або приблизно однакова у всіх носіїв алелю, що детермінує розвиток цієї ознаки.

Визнання законів Менделя

Великі відкриття часто визнаються не одразу. Хоча праці Товариства, де була опублікована стаття Менделя, надійшли до 120 наукових бібліотек, а Мендель додатково розіслав 40 відбитків, його робота мала лише один прихильний відгук – від К. Негелі, професора ботаніки з Мюнхена. Негелі сам займався гібридизацією, ввів термін «модифікація» і висунув умоглядну теорію спадковості. Однак він засумнівався в тому, що виявлені на гороху закони мають загальний характер та порадив повторити досліди на інших видах. Мендель шанобливо погодився із цим. Але його спроба повторити на яструбінці, з якою працював Негелі, отримані на гороху результати виявилася невдалою. Лише через десятиліття стало ясно чому. Насіння у яструбінки утворюється партеногенетично, без участі статевого розмноження. Спостерігалися й інші винятки з принципів Менделя, які витлумачили набагато пізніше. У цьому частково полягає причина холодного прийому роботи. Починаючи з 1900 р., після практично одночасної публікації статей трьох ботаніків – Х. Де Фріза, К. Корренса та Е. Чермака-Зейзенегга, які незалежно підтвердили дані Менделя власними дослідами, стався миттєвий вибух визнання його роботи. 1900 рік вважається роком народження генетики.

Навколо парадоксальної долі відкриття та перевідкриття законів Менделя створено гарний міф про те, що його робота залишалася зовсім невідомою і на неї лише випадково і незалежно, через 35 років, натрапили три перевідкривачі. Насправді робота Менделя цитувалася близько 15 разів у зведенні про рослинні гібриди 1881 р., про неї знали ботаніки. Понад те, як з'ясувалося нещодавно під час аналізу робочих зошитів До. Корренса, він ще 1896 р. читав статтю Менделя і навіть зробив її реферат, але зрозумів тоді її глибинного сенсу і забув.

Стиль проведення дослідів та викладу результатів у класичній статті Менделя роблять дуже можливим припущення, якого 1936 р. прийшов англійський математичний статистик і генетик Р.Э. Фішер: Мендель спочатку інтуїтивно проник у «душу фактів» і потім спланував серію багаторічних дослідів так, щоб ідея, що осяяла його, виявилася найкращим чином. Краса і строгість числових співвідношень форм при розщепленні (3к1 чи 9к3к3к1), гармонія, у якому вдалося вкласти хаос фактів у сфері спадкової мінливості, можливість робити пророцтва - усе це внутрішньо переконувало Менделя у загальному характері знайдених їм у гороху законів. Залишалося переконати наукову спільноту. Але це завдання так само важке, як і саме відкриття. Адже знання фактів ще означає їх розуміння. Велике відкриття завжди пов'язане з особистісним знанням, відчуттями краси та цілісності, заснованих на інтуїтивних та емоційних компонентах. Цей позараціональний вид знання передати іншим людям важко, бо з їхнього боку потрібні зусилля та інтуїція.

Значення робіт Менделя у розвиток генетики

У 1863 р. Мендель закінчив експерименти і в 1865 р. на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття «Досліди над рослинними гібридами», яка заклала основи генетики як самостійної науки. Це рідкісний історія знань випадок, коли одна стаття знаменує собою народження нової наукової дисципліни. Чому так прийнято вважати?

Роботи з гібридизації рослин та вивчення успадкування ознак у потомстві гібридів проводилися десятиліття до Менделя у різних країнах і селекціонерами, і ботаніками. Були помічені та описані факти домінування, розщеплення та комбінування ознак, особливо у дослідах французького ботаніка Ш. Нодена. Навіть Дарвін, схрещуючи різновиди левового зіва, відмінні за структурою квітки, отримав у другому поколінні співвідношення форм, близьке до відомого менделівського розщеплення 3к1, але побачив у цьому лише «примхливу гру сил спадковості». Різноманітність взятих у досліди видів та форм рослин збільшувала кількість висловлювань, але зменшувала їхню обґрунтованість. Сенс чи «душа фактів» (вираз Анрі Пуанкаре) залишалися до Менделя туманними.

Зовсім інші наслідки випливали з семирічної роботи Менделя, що по праву складає фундамент генетики. По-перше, він створив наукові засадиописи та дослідження гібридів та їх потомства (які форми брати у схрещування, як вести аналіз у першому та другому поколінні). Мендель розробив та застосував алгебраїчну системусимволів та позначень ознак, що було важливим концептуальним нововведенням. По-друге, Мендель сформулював два основних принципи, або закону наслідування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Нарешті, Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак). Парність задатків, парність хромосом, подвійна спіраль ДНК – ось логічний наслідок і шлях розвитку генетики ХХ століття з урахуванням ідей Менделя.

Назва нової науки – генетика (лат. «що відноситься до походження, народження») – було запропоновано в 1906 англійським ученим В.Бетсоном. Данець В. Йоганнсен у 1909 р. затвердив у біологічній літературі такі принципово важливі поняття, як ген (грец. «рід, народження, походження»), генотип та фенотип. На цьому етапі історії генетики було прийнято та одержано подальший розвитокМенделівська, по суті умоглядна, концепція гена як матеріальної одиниці спадковості, відповідальної за передачу окремих ознак у ряді поколінь організмів. Тоді ж голландський вчений Г. де Фріз (1901) висунув теорію мінливості, засновану на уявленні про стрибкоподібність змін спадкових властивостей у результаті мутацій.

Робота Т.Г. Моргана та його школи в США (А. Стертевант, Г. Меллер, К. Бріджес), виконаними в 1910-1925 рр., була створена хромосомна теорія спадковості, згідно з якою гени є дискретними елементами ниткоподібних структур клітинного ядра- Хромосом. Були складені перші генетичні карти хромосом плодової мушки, яка на той час стала основним об'єктом генетики. Хромосомна теорія спадковості міцно спиралася як на генетичні дані, а й спостереження поведінці хромосом у мітозі і мейозі, про роль ядра у спадковості. Успіхи генетики значною мірою визначаються тим, що вона спирається на власний метод – гібридологічний аналіз, засади якого заклав Мендель.

Висновок

Менделівська теорія спадковості, тобто. сукупність уявлень про спадкових детермінантів та характер їх передачі від батьків до нащадків, за своїм змістом прямо протилежна доменделівським теоріям, зокрема теорії пангенези, запропонованої Дарвіном. Відповідно до цієї теорією ознаки батьків прямо, тобто. від усіх частин організму передаються потомству. Тому характер ознаки нащадка повинен залежати від властивостей батька. Це суперечить висновкам, зробленим Менделем: детермінанти спадковості, тобто. гени, які присутні в організмі відносно незалежно від нього самого. Характер ознак (фенотип) визначається їх випадковим поєднанням. Вони не модифікуються будь-якими частинами організму і перебувають у стосунках домінантності-рецесивності. Таким чином, менделівська теорія спадковості протистоїть ідеї успадкування набутих протягом індивідуального розвиткуознак.

Досліди Менделя послужили основою для розвитку сучасної генетики – науки, що вивчає дві основні властивості організму – спадковість та мінливість. Йому вдалося виявити закономірності наслідування завдяки принципово новим методичним підходам:

1) Мендель успішно вибрав об'єкт дослідження;

2) він проводив аналіз успадкування окремих ознак у потомстві схрещуваних рослин, що відрізняються по одній, двох і трьох парах контрастних альтернативних ознак. У кожному поколінні вівся облік окремо з кожної пари цих ознак;

3) він не просто зафіксував отримані результати, а й провів їхню математичну обробку.

Перелічені прості прийоми дослідження склали принципово новий, гібридологічний метод вивчення успадкування, який став основою подальших досліджень у генетиці.

Список використаної літератури

1. Аліханян С.І., Акіф'єв А.П., Чернін Л.С. Загальна генетика: Навч. - М.: Вищ. шк., 1985 р.

2. Гайсинович А.Є. Зародження та розвиток генетики. - М.: Вищ. шк., 1988р.

3. Горєлов А.А. Концепція сучасного природознавства. - М.: Владос, 2000 р.

4. Концепції сучасного природознавства/За ред. В.М. Лавріненко, В.П. Ратнікова. - М.: ЮНІТІ, 2000 р.

5. Концепції сучасного природознавства/Самигін С.І. та ін – Ростов н/Д.: Фенікс, 1997 р.

6. Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лісов Н.Д. Біологія в екзаменаційних питаннях та відповідях. - М.: Рольф, Айріс-прес, 1998 р.

7. Равіч-Щербо І.В., Марютіна Т.М., Григоренко О.Л. Психогенетика: Навч. / За ред. І.В. Равіч-Щербо. - М: Аспект-Прес, 2000 р.

8. Рузавін Г.І. Концепції сучасного природознавства: Курс лекцій. - М.: Проект, 2002 р.

Великий внесок Грегора Йоганна Менделя у розвиток експериментальної генетики

Грегор Йоган Мендель – видатний австрійський ботанік, який відкрив вчення про спадковість, згодом назване «менделізмом» на честь вченого. Його також вважають основоположником сучасної генетики, оскільки виявлені ним закономірності спадкових чинників стали фундаментом появи цієї науки.

Йоган Мендель народився 20 липня 1822 року в австрійському Хейцендорфі. Інтерес до природи виявляв у ранньому віці, коли підробляв садівником. Ім'я Грегор з'явилося невипадково. У 1843 році вчений вступив у ченці до Августинського монастиря Святого Хоми в Чехії. Там йому було надано ім'я Грегор. Наступного року він вступив до Брюннського богословського інституту, після закінчення якого став священиком. Йому давалися багато наук. Так, наприклад, він легко міг заміняти відсутніх викладачів з математики або грецькою мовою. Проте найбільше його цікавили біологія та геологія. За порадою настоятеля гімназії, в якій він викладав, у 1851 році Мендель вступив до Віденського університету на факультет природничої історії. Тут він навчався під керівництвом одного з перших цитологів у світі Унгера.

У період перебування у Відні, він почав цікавитися проблемою гібридизації рослин. У 1850-х роках він проводив чимало дослідів над рослинами, зокрема над горохами в монастирському саду. Саме завдяки цим досвідам він зміг пояснити закони механізму наслідування, які пізніше були перейменовані в «Закони Менделя». Незабаром побачили світ його праці під назвою «Досліди над рослинними гібридами». Сам учений був упевнений, що зробив найбільше відкриття. Однак коли його відкриття не спрацювало у дослідах із деякими тваринами, він розчарувався в науці і перестав займатися біологічними дослідженнями.

Питання 1. Дайте визначення понять «спадковість» та «мінливість».
Спадковість- це здатність живих організмів передавати свої ознаки, властивості та особливості розвитку наступного покоління. Вона забезпечує матеріальну та функціональну наступність поколінь, є причиною того, що нове покоління схоже на попереднє. В основі наслідування ознак лежить передача потомству генетичного матеріалу.
Мінливість- це здатність живих організмів існувати в різних формах, тобто набувати в процесі індивідуального розвитку ознак, відмінних від якостей інших особин того ж виду, в тому числі і своїх батьків. Мінливість може визначатися особливостями генів особини, їх поєднанням тощо, а може – взаємодією особини та довкілля. В останньому випадку навіть генетично однакові організми здатні набувати в процесі онтогенезу різних ознак і властивостей.

Запитання 2. Хто вперше відкрив закономірності успадкування ознак?
Першою людиною, яка відкрила закономірності успадкування ознак, був австрійський вчений Грегор Мендель (1822-1884). Будучи ченцем монастиря у Брюнні (Брно, сучасна Чехія), він протягом восьми років (1856-1863) схрещував різні сорти гороху. У 1865 р. Р. Мендель на засіданні Товариства дослідників природи р. Брюнна доповів про результати своїх експериментів. Робота була гідно оцінена лише після 1900 р., коли три ботаніки (Гуго де Фріз у Голландії, Карл Корренс у Німеччині та Еріх Чермак в Австрії) незалежно один від одного заново відкрили закономірності успадкування.

Запитання 3. На яких рослинах проводив досліди Г Мендель?
Мендель проводив досліди різних сортах посівного гороху. Для своїх експериментів він використав 22 сорти гороху, що відрізняються за семи ознаками. Усього за час досліджень він вивчив понад десять тисяч рослин.

Запитання 4. Завдяки яким особливостям організації роботи Г Менделю вдалося відкрити закони наслідування ознак?
Грегор Менделю вдалося відкрити закони успадкування ознак завдяки наступним особливостям своєї роботи:
експериментальним рослиною був горох - невибаглива рослина, що має велику плодючість і дає кілька врожаїв на рік;
горох є самозапильною рослиною, що дозволяє уникати випадкового попадання стороннього пилку. Мендель під час експериментів з перехресного запилення видаляв тичинки і пензликом переносив пилок однієї батьківської рослини на маточка іншої;
Мендель досліджував якісні, чітко помітні ознаки, кожен із яких контролювався одним геном;
при обробці даних вчений вів суворий кількісний облік всіх рослин та насіння.