ملاحظات على تجربة جريجور مندل

قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن جريجور يوهان مندل ، ووكه ، أسباب النجاح ، تجربته والنتائج!

يُعرف غريغور يوهان مندل (1822-1884) بأب علم الوراثة ، لأنه كان أول من أظهر آلية انتقال الشخصيات من جيل إلى آخر. كما أعطى بعض التعميمات التي أثيرت في وقت لاحق إلى حالة مبادئ أو قوانين الميراث.

Image Courtesy: 2.bp.blogspot.com/-jv9yNAYtgtA/TicwKYC0jHI/AAAAAAAAATw/RA0AcorwjmA/s1600/S11072012330.jpg

أنها تشكل أسس علم الوراثة. ولد مندل في سيليسيان ، وهي قرية في هينزيندورف (النمسا ؛ وهي الآن جزء من جمهورية التشيك) ​​في 22 يوليو عام 1822 لعائلة مزارع. كان طالبًا لامعًا ودرس الفلسفة لعدة سنوات. بعد الالتحاق بالمدرسة ، انضم ميندل إلى دير مارغريت في سانت توماس في برون (ثم في النمسا ؛ والآن في برنو في تشيكوسلوفاكيا) في عام 1843 عن عمر يناهز 21 عامًا.

في سن ال 25 (1847) أصبح كاهنا في الدير. في عام 1851 ، تم إرسال مندل إلى جامعة فيينا لدراسة علم النبات والفيزياء. عاد إلى برون كمدرس للفيزياء والعلوم الطبيعية. خدم مندل كمدرس لمدة 14 عامًا. في وقت لاحق تم جعل الاباتي الدير. تمت إضافة غريغور إلى اسمه عندما انضم إلى الدير في برون. في عام 1856 ، لاحظ مندل حدوث نوعين من البذور في نباتات البايا تنمو في ديره.

وبالتالي أصبح مهتمًا بها. أجرت مندل تجارب التهجين على حديقة البازلاء لمدة 7 سنوات من 1856-1863. أكد نقاء مواده التجريبية من خلال زواج الأقارب. في البداية أخذ 34 زوجا من أنواع نباتات البايا ، ثم 22 ولكنه عمل في النهاية مع 7 أزواج فقط من الأصناف.

اختلفت هذه الأخيرة في شخصيات مثل لون الزهور ، موضع الزهور ، الطول ، شكل القرون ، لون القرون ، شكل البذور ، لون البذور ، إلخ. جميع الأصناف المختارة كانت خطوط نقية أو تكاثر حقيقي ، أي أنها كانت نقية ومرباة صحيحة أو قدم ذرية تشبه الوالدين. أجرى مندل أنواع مختلفة من التكاثر المتصالب ومن ثم سمح للنسل بتوليد الذات.

كان لتجاربه حجم أخذ عينات كبير ، بعض النباتات 10000 البازلاء. وهذا يعطي مصداقية أكبر لبياناته. علاوة على ذلك ، كان أول من استخدم التحليل الإحصائي والمنطق الرياضي في حل المشكلات في علم الأحياء. صاغ التعميمات التي قرأتها في اجتماعين لجمعية التاريخ الطبيعي في برون في عام 1865. ونشرت بحثه "تجارب على تهجين النبات" في "Proceedings of Brunn Natural Science Society" في عام 1866. توفي مندل في عام 1884 دون الحصول على أي اعتراف لأجل عمله.

بقي عمل مندل دون أن يلاحظه أحد ولم يُقَدَر به منذ حوالي 34 عامًا بسبب:

(1) محدودية توزيع "وقائع جمعية برون للعلوم الطبيعية" التي نُشرت فيها ،

(2) لم يتمكن من إقناع نفسه بأن النتائج التي توصل إليها كانت عالمية ، حيث فشل مندل في إعادة إنتاج النتائج على Hawkweed (Hieracium) على اقتراح Naegeli. كان ذلك بسبب عدم توافر الخطوط النقية ،

(3) عدم وجود عدوانية في شخصيته ،

(4) كان العالم يهز في ذلك الوقت من نظرية داروين للتطور (أصل الأنواع ، 1859).

(5) لم يجد مفهوم ميندل للوحدات المستقرة أو غير المزجّة أو المنفصلة أو للعوامل المختلفة سماتًا مقبولة من المعاصرين ،

(6) كانت استنتاجات ميندل حول الوراثة قبل وقته. استخدم الأساليب الإحصائية والمنطق الرياضي الذي لم يكن مألوفًا لغيره من علماء الأحياء في ذلك الوقت ،

(7) لم يكن هناك أي دليل مادي لوجود العوامل أو المواد التي صنعت منها.

إعادة اكتشاف عمل مندل:

توفي مندل في عام 1884 قبل وقت طويل من التعرف على عمله. في عام 1900 ، قام ثلاثة عمال بشكل مستقل بإعادة اكتشاف مبادئ الوراثة التي قام بها مندل. كانوا هم هوجو دي فريس من هولندا ، وكارل كورنس من ألمانيا وإيريك فون Tschermak-Seysenegg من النمسا.

أثار كورنس وضع اثنين من تعميمات مندل إلى مستوى قوانين الوراثة - قانون الفصل وقانون تشكيلة مستقلة. الآخرون هم مبادئ متغيرة. ووجد هوجو دي فريس أيضًا ورقة مندل ونشرتها في 'فلورا' في عام 1901. ووجد بيتسون وبونيه وغيره من العمال الذين تبعهم أن عمل مندل هو تطبيق عالمي يشمل الحيوانات.

أسباب نجاح مندل:

1. اختيار مندل فقط أصناف تربية نقية من البازلاء (Pisum sativum) لتجاربه. استغرق سنتين (1857-1859) للتحقق من أن مواده التجريبية هي تربية نقية.

2. أخذ مندل تلك السمات فقط لدراسته التي لم تظهر الترابط أو التفاعل أو الهيمنة غير المكتملة.

3. الشخصيات التي اختارها مندل كانت سمات مميزة متناقضة مثل القزم والقزم أو الأخضر والأصفر.

4. أخذ مندل واحد أو اثنين من الشخصيات في وقت واحد لتجارب تربية له في حين أن أسلافه غالبا ما درس جميع الصفات في وقت واحد.

5. درس مندل ميراث شخصية لثلاثة أجيال أو أكثر.

6. أجرى الصلبان المتبادلة ورفع ذرية كبيرة.

7. نبات ميندل التجريبي Pea (Pisutn sativum) مثالي للتكاثر المتحكم به. يتم تربيتها يدوياً بينما تخضع عادةً للتكاثر الذاتي.

8. اعتنى بتجنب التلوث من حبوب اللقاح الأجنبية التي جلبتها الحشرات.

9. احتفظ مندل بسجل كامل لكل صليب وتكاثر ذاتي لاحق وعدد البذور المنتجة.

10- جرب مندل عدداً من المصانع لنفس الصفة وحصل على المئات من النسل. أعطى حجم العينات الكبير مصداقية لنتائجه.

11. وضع تفسيرات نظرية لتفسير نتائجه. وقد تم اختبار تفسيراته من قبله فيما يتعلق بصحتها.

12. استخدم مندل الطرق الإحصائية وقانون الاحتمالات لتحليل نتائجه.

13- كان مندل محظوظاً في اختيار تلك السمات ، التي لم تتفاعل جيناتها. كانت موجودة إما على كروموسومات مختلفة أو أظهرت إعادة التركيب الكامل. لم يجمع بين شكل القرون وارتفاع النبات في أي من أزهاره المهجنة ، التي تكون جيناتها متقاربة بعضها مع بعض على الكروموسوم 4 ولا تظهر إعادة تجميع متكررة.

14- لم يحاول شرح كل الاختلافات الموجودة في نتائجه ، بل تركها على هذا النحو ، على سبيل المثال ، الربط بين لون الزهرة والبذور.

تجارب مندل:

مندلل المواد التجريبية:

مندل اختار البازلاء حديقة (= البازلاء الصالحة للأكل ، بيسوم ساتيفوم ؛ 2n = 14) لتجاربه.

مزايا اختيار نبات البازلاء:

(1) كانت الأنواع الصافية من البازلاء متاحة. (2) أظهرت نباتات البازلاء عددًا من الأحرف المتباينة القابلة للاكتشاف بسهولة ، (3) إن بنية زهرة البازلاء هي مثل السماح بالتربية المضبوطة. على الرغم من أن النبات مصاب بالتلقيح الذاتي ، إلا أنه يمكن أن يكون مرتبطًا بشكل متشابك يدويًا ، (4) تظل زهرة البازلاء مغلقة عادة وتخضع للتلقيح الذاتي. (v) هو نبات سنوي ذو عمر قصير ويعطي نتائج في غضون 3 أشهر ، (vi) يتم إنتاج عدد كبير من البذور لكل نبات ، (vii) يزرع النبات بسهولة ولا يحتاج إلى الرعاية اللاحقة إلا في وقت التلقيح ، (ثامنا) الهجينة F 1 هي خصبة.

تم إجراء تجارب مندل على ثلاث مراحل (1) اختيار الآباء والأمهات النقية أو الحقيقية ، (2) التهجين والحصول على الجيل الأول من النباتات ، (3) التلقيح الذاتي للنباتات المهجنة وتربية الأجيال اللاحقة مثل F2 ، F 3 و F 4 وما إلى ذلك.

(أ) اختيار الوالدين:

اختارت مندل 7 أزواج من أصناف البسلة أو النحل الحقيقية كمواد أولية لتجاربه. بالنسبة للتلقيح الذاتي أو التكاثر الذاتي ، يؤدي التنوع الصافي إلى نسل له سمة مماثلة ، على سبيل المثال ، تنوع طويل مع ذرية طويلة ، صنف أحمر مزهر مع ذرية زهرية حمراء ، إلخ.

جميع سمات الأصناف المختارة لها سمات بديلة يمكن تمييزها بسهولة ، على سبيل المثال ، طولها وقزمتها ، وفويلتها أو زهورها الحمراء وزهورها البيضاء (الجدول 5.1). كان مندل راضياً عن طبيعة التكاثر الحقيقي للصنف من خلال التلقيح الذاتي. تم استبعاد أي ذرية غير صحيحة إلى شكل السمة. ثم تم استخدام محطات تربية حقيقية للخطوة التالية. هم شكلوا الوالد (P) جيل.

الجدول 5.1 الشخصيات من البازلاء حديقة التقطت من قبل مندل

حرف مهيمن الصفة الوراثية النادرة
1. ارتفاع النبات طويل (T) 6'-7 ' قزم (ر)٪ - IW
2. زهرة / قرنة الموقف المحوري (a) المحطة (أ)
3. لون القرص أخضر (زاي) الأصفر (g)
4. جراب الشكل تضخم (I) مقيد (ط)
5. لون زهرة / لون معطف البذور البنفسج / الأحمر (V أو R) / رمادي أبيض (v أو r) / أبيض
6. شكل البذور السلس / جولة (r) التجاعيد (ص)
7. البذور (cotyledon) اللون أصفر (Y) أخضر (ذ)

(ب) التهجين لجيل F 1 :

أجرى مندل تقاطعات متبادلة بين النباتات التي لها أشكال بديلة من شخصية ، طويلة وقزمة ، زهرية حمراء وزهرة بيضاء. في تقاطعات متبادلة (R) ، تم غبار حبوب لقاح من نوع واحد على الوصمة من الشكل الآخر والعكس صحيح ، على سبيل المثال ، حبوب اللقاح من أزهار نباتات طويلة إلى أزهار الضيقة من النباتات القزمة وحبوب اللقاح من أزهار النباتات القزمة إلى أزهار خرقاء من نباتات طويلة .

كانت الأزهار الملقحة يدويًا مغطاة بالأكياس الورقية (التعبئة) من أجل تجنب التلوث من حبوب اللقاح الأجنبية. يسمى الصليب الذي يتم أخذ شكلين بديلين فقط من حرف واحد في الاعتبار الصليب monohybrid. قدم مندل أيضا تقاطعات تنطوي على شخصيتين. ما يطلق عليه الصلبان الهجين. تم عمل تقاطعات ثلاثية وهجين متعددة.

تم جمع بذور الصليب أو الصلبان وزرعت في العام المقبل. ويشكل النسل المختلط ، بما في ذلك البذور ، الجيل التالي الذي يطلق عليه الجيل الأول أو الجيل الأول .

(ج) التربية الذاتية لأجيال F 2 و F 3 :

سمح للنباتات من جيل F1 لأداء التلقيح الذاتي (sibcrossing أو selfing). من أجل تجنب التلوث من حبوب اللقاح الأجنبية ، كانت الورود مغطاة بالأكياس الورقية منذ البداية. مندل جمع البذور ورفع جيل جديد من النباتات. البذور والنباتات التي أثيرت منها تشكل ثاني الأبناء أو الجيل الثاني . مزيد من التلقيح الذاتي أنتجت F 3 أو الجيل filial الثالث. احتفظ مندل بسجل لكل جيل ولاحظ على النحو التالي:

نتائج التجارب:

1. كانت مصانع F 1 من الصلبان المتبادل مماثلة.

2. لم تكن محطات F1 متوسطة بين الصفتين البديلتين للحرف. بدلا من ذلك ، فإنها تشبه أحد الوالدين في وجود سمة بديلة واحدة للشخصية. وهكذا ، في الهجين بين النباتات الطويلة والقزمة ، كانت الهجينة كلها طويلة القامة (الشكل 5.2). وبالمثل ، في صليب بين الآباء ذوي البذور الصفراء والأخضر ، فإن البذور كانت كلها صفراء اللون (الجدول 5.2).

3. في جيل F 2 يتم التعبير عن كلا من السمات الأبوية للشخصية.

4. يجب أن تكون إحدى سمات الشخصية التي لم تظهر في جيل F1 مخفية أو غير معلومة في ذلك.

5. يجب أن يمتلك الكائن الحي عاملين أو محددات لكل حرف (مبدأ العوامل المقترنة). هذان العاملان متشابهان في تلك الكائنات الحية التي تولد حقيقة. فهي تختلف في الكائنات الحية التي تم الحصول عليها من الصليب.

6. من بين اثنين من العوامل أو الأليلات التي تمثل سمات بديلة لشخصية ، واحد هو السائد ويعبر عن نفسه في الجيل الهجين أو F1. العامل الآخر أو الأليل هو المتنحية ولا يظهر تأثيره (مبدأ الهيمنة).

جدول 5.2. منديل مونوهيلبريد الصلبان في بيسوم ساتيفوم:

سمة أشكال الوالدين والصلبان F 1 جيل الجيل الثاني أحادي الخلة

نسبة

بذرة

شكل

الجولة س التجاعيد

بذور

كل جولة 5،474 جولة 1.850 التجاعيد 7،324 مجموع 2.96: 1
البذور / فلقة

اللون

أصفر × أخضر

بذور

كل صفراء 6.22 الأصفر 2.001 preen

8.23 مجموع

3.01: 1
زهرة أو معطف لون البذور أحمر × زهور بيضاء رمادي × معطف البذور البيضاء جميع الأحمر كل رمادي 705 أحمر / رمادي 224 أبيض 929 مجموع 3.15: 1
شكل القرص تضخم x قرون ضيقة كل تضخم 882 تضخم 299 مقيدة 1181 مجموع 2.95: 1
لون القرص القرون الخضراء الصفراء جميع الأخضر 428 أخضر 152 أصفر 580 مجموع 2.82: 1
موقف زهرة محوري x محطة الزهور كل المحوري 651 محوري 207 محطة 858 مجموع 3.14: 1
ارتفاع النبات القزم x النباتات القزم كل طويل القامة 787 طويل القامة 277 قزم 1064 المجموع 2.84: 1

7. لا يوجد خلط بين عاملين في الهجين.

8. في وقت تكوين الأمشاج ، يفصل العاملان أو يفصلان وينتقلان إلى أمشاج مختلفة. A gamete comes to have one one factor of a pair. وهكذا توقع مندل حدوث الانقسام الاختزالي قبل وقت طويل من اكتشافه. تندمج الأمشاج عشوائياً أثناء الإخصاب بحيث تتجمع العوامل في جيل جديد وتعبر عن نفسها بحرية.

9. تظهر صفات الشخصية في جيل F 2 في نسبة ثلاثة سائدة إلى واحدة متنحية ، 3: 1. وتسمى أيضا نسبة monohybrid (الجدول 5.2). على سبيل المثال ، في حرف الارتفاع (عبر القزم x القزم) حصلت ميندل على 787 طناً و 277 نبات قزم (نسبة 2.84: 1). وكانت نتيجة مماثلة لزهرة اللون 705 أحمر إلى 224 أبيض (نسبة 3.15: 1).

10- في نباتات الجيل الثالث المتنحية (على سبيل المثال ، القزم أو الأبيض المزروع) ، تنتج أنواع متشابهة. من الآباء المتبقين أو المهيمنين (نباتات F 2 ) ، يتكاثر ثلث صحيح بينما يتصرف ثلثوا مثل نباتات الجيل الأول (الشكل 5.2). هذا ممكن فقط عندما يكون عاملان من حرف يفصلان خلال تكوين الأمشاج (مبدأ الفصل) ويجتمعان معاً في النسل عشوائياً وفقاً للقانون أو مبدأ الاحتمال.

11. في صليب ثنائي المهجن (مع الأخذ في الاعتبار اثنين من السمات معا) ، يتم تشكيل أربعة أنواع من النباتات في الجيل الثاني ، واثنين من الأبويين واثنين من المؤتلف. النسبة 9 (كلا المهيمنة): 3 (واحد مقهور ثان مهيمن): 3 (واحد مهيمن ثان متنحي): 1 (كلا المتنحي). ومن المعروف نسبة دي الهجين.

12. يبين تشكيل أربعة أنواع من الأفراد في جيل F2 من صليب ثنائي الهجين أن عوامل أو أليلات الشخصين تتشكلان بشكل مستقل (مبدأ التشكيلة المستقلة).

13. استخدم مندل قانون الاحتمالات والأساليب الإحصائية لتحليل نتائجه. أدى تجمع النتائج ومقارنتها إلى التوصل إلى بعض الاستنتاجات التي توصلت إليها معطيات مندل.

14. صياغة الفرضيات من مندل تشارك في عملية تطوير فرضية العمل واختبارها من خلال التجريب.

15. تم تعيين الفرضيات مندل لوضع القوانين من قبل كورينز.