這種實驗方法除了要求純系才能進行雜交分析外,另一個要求就是雜交後所產生的子代數目一定要夠大到可以進行定量的分析並以生物統計的眼光來說具有意義才行。 這點對人類而言也是做不到的,所以人類遺傳特性在古典遺傳學的研究中與其他生物遺傳的分析所用的方法差異很大,這部份會在下一章中加以說明。 這些報告並沒有引起當時生物學界的重視,直到他死後十六年,1900年才被Hugh de Vries、Carl Correns與Erich von Tshermak三位學者所發現。
Nave 激發了孟德爾植物育種工作理論的興趣。 孟德爾提出,對於給定的特徵,雜種產生相等數量的兩種類型的生殖細胞,其中一種生殖細胞僅包含一種「元素」。 只有一個花粉粒隨機使一個卵細胞受精, 「形成一個細胞作為雜交體的基礎」(現在的合子),兩種元素結合,產生新生物體特徵。 在自我受精和回交實驗中,孟德爾測試並證實了這一提議的預測。 又如,純種的紅花豌豆和白花豌豆進行雜交試驗時,無論是正交還是反交,F1植株全都是紅花豌豆。
八年間,他一共種植了29000株豌豆,不僅細心照料這些豌豆,還將不同類別的豌豆相互雜交,並記錄豌豆在種子、豆莢、葉子、莖和花等在生長過程中的性狀差別。 那時的人們都信奉「融合遺傳」的說法,認為對性狀起作用的是雙親的血液,子代所表現出來的性狀是由父母融合或混合而成,子代的性狀是雙親性狀的折中。 比如,一朵紅花如果和一朵白花雜交,得到的將是粉色的花。 例如豌豆莖高的性狀有高莖與矮莖兩種型態,決定豌豆莖高的基因中,高莖基因是顯性,而矮莖的基因是隱性,所以純品系的高莖和矮莖豌豆交配後所育出的第一子代皆為高莖。
1857年,孟德爾以豌豆為材料開始從事實驗,前後約歷八年,以證明上一代的特徵遺傳給下一代是遵循著一個定律而不是漫無目的。 他選用豌豆為實驗材料,是因豌豆的某些特性常有兩兩成對的情形,且易區分,如高莖和矮莖、種子有圓的和皺的;同時豌豆易於栽培,生長期短,播種後約三個月便開花結果;此外其易於雜交且雜交後結實率高產生的種子仍有生殖力。 更重要的是孟德爾知道豌豆為自花受粉,可從事人工受粉的試驗。 他選取七種兩兩對偶的性狀(表一),分別進行交配,然後觀察所產生的子代。
孟德爾實驗: 研究
第5小題評分準則:第一格與答案相同或寫0.67才給兩分,其他答案不給分;第二格與答案相同才給兩分,若只寫Ss則給一分,其他答案不給分。 皺皮型種子單醣無法聚合為澱粉,含較多蔗糖,水分也較高。 皺皮型種子發育完成,水分減少,但種皮卻不相對縮小,因而形成皺皮型。
孟德爾在1866 年論文中解釋了性狀如何從父母傳給後代的機制。 孟德爾在19世紀的科學家中獨樹一幟,他進行了一系列定量實驗,並得出了結論。 即使在出版後,他的作品也難以被理解,被忽視了35年之久。 在 1854 年孟德爾研究之初,開花植物受精的細胞機制也存在不確定性。 大多數研究人員,包括孟德爾的植物學教授昂格爾,都認為胚胎是在卵細胞與花粉管接觸後從卵細胞發育而來的。 1858 年 5 月,孟德爾的朋友Johann Nave作了題為「關於藻類的發育和繁殖」的講座,強調了藻類和開花植物之間受精過程的類比。
它只是一種推測和猜想,不能解釋所有的表現不同的遺傳現象。 這是相對的基因相互作用而產生的性狀,基因本身並沒有改變。 例如,紅花的紫茉莉和白花的紫茉莉雜交,子一代的花是粉紅色的。 可是子二代,這些粉紅色茉莉的後代,卻有三種不同的性狀:粉紅花、紅花和白花。
但是隱性的基因並不會消失、也不會被破壞,它還是會經由自然的機率,分配並傳遞給下一代。 孟德爾研究過的第一個性狀是豌豆成熟種子的圓滿與皺縮。 這兩種表型的遺傳是由一對等位基因R、r決定的,符合分離定律。 20世紀末,現代遺傳學對基因本質的研究已從DNA分子水平上闡明瞭皺縮基因的結構和功能。 對性狀分離現象的解釋孟德爾對上述7個豌豆雜交試驗結果中所反映出來的、值得注意的三個有規律的現象感到吃驚。 事實上,他已認識到,這絕對不是某種偶然的巧合,而是一種遺傳上的普遍規律,但對於3∶1的性狀分離比,他仍感到困惑不解。
所以文憑和學歷並不代表一切,自己的能力和實力更為重要。 孟德爾也從事過植物嫁接和養蜂等方面的研究,此外,他還進行了長期的氣象觀測。 他生前是維也納動植物學會會員,並且是布呂恩自然科學研究協會和奧地利氣象學會的創始人之一。 顯性法則的發現:孟德爾將高莖種子培育成的植株的花朵上,受以矮莖種子培育成的植株的花粉。 與此相反,在矮莖植株的花朵上受以高莖植株的花粉。
孟德爾實驗: 孟德爾實驗【一】怎麼算比例
王陽明想首先通過家裏的竹子來開啓他的格物致知之旅。 王陽明端坐在門口的竹子前,不吃不喝,不眠不寢,幾天幾夜下來,發現並沒有把竹子格出什麼來,相反,自己到一病不起。 格竹的失敗,讓王陽明對朱熹的格物致知論產生了懷疑。 1965年,英國一位演化論專家在慶祝孟德爾上述論文發表100週年的講話中,說「一門科學完全誕生於一個人的頭腦之中,這是惟一的一個例子」。 一位科學家由此說道:科學中常有發現新事實還是發展新概念的區別,而絕大多數的科學進展是由引入新概念或改善現存的概念而取得的,因為通過概念的改善比經由新事實的發現,能更有效地推進人們對世界的了解。 拿不到教師資格證,直接導致孟德爾後來做了14年的「客串教師」。
孟德爾認為遺傳單位(基因)具有高度的穩定性。 一個顯性基因和它相對的隱性基因在一起的時候,彼此都具有穩定性,不會改變性質。 例如,豌豆的紅花基因R和白花基因r在一起,彼此不會因為相對基因在一起而發生變化,在一代一代的傳遞中,D和d都能長期保持自己的顏色特徵。 孟德爾的結論正好跟長期流傳的融合遺傳理論相對立。 獨立分配定律的發現:孟德爾將豌豆高矮莖,有無皺紋等包含多項特徵的種子雜交,發現種子各自的特點的遺傳方式沒有相互影響,每一項特徵都符合顯性原則以及分離定律,這被稱為獨立分配定律。 另外值得一提的是在孟德爾死後,發現這一定律只在一定的條件下方能成立。
孟德爾實驗: 人類基因與動物基因結合在一起的8個雜交實驗
提起今天故事的主角,凡是學過高中生物的幾乎無人不知無人不曉,他就是那位讓高中生天天數豌豆的孟德爾先生。 繼上學期的「誰是拉馬克?」,這學期王老師帶給我們「孟德爾之謎」。 一開始王老師就先提出關於孟德爾的四大謎題。 年孟德爾接受一位教授的推薦,進入一座「聖奧古斯丁派」的修道院擔任見習牧師,並研究學問。 修道院畢業後原本應該當個專職的牧師,但是服務了一年後孟德爾覺得自己更適合作學問和教書,於是就請求改任中學代課教師。
導入1:由生活現象發問:每個人與自己父母的長相是否有相似之處? 俗語:“龍生龍,鳳生鳳,老鼠生仔會打洞”、“種瓜得瓜,種豆得豆”、“龍生九子”→體現了什麼現象? 分離律:細胞中有成對的基本遺傳單位,在雜種的生殖細胞中,成對的遺傳單位一個來自雄性親體,一個來自雌性親體,形成配子時這些遺傳單位彼此分離。 最後,王老師提到達爾文的理論在歐洲不僅是引發科學革命,更造成了人文革命。 事實上,由於西方的文化受到教會影響極深,所有在西方的科學革命,也都同時造成人文革命。
從此以後,更多的科學家重複孟德爾的遺傳實驗,進一步由染色體的研究發現基因,再由基因的研究擴展到現在的細胞學、胚胎學、優生學、生化科技、甚至於現在最流行的「複製羊」、「複製人」等科技。 2‧分佈於基因體中兩對或更多對的基因以相互加成的方式影響表現型。 由於有多對的基因參與表現型的決定,故稱這種類形的遺傳為多基因的遺傳。 孟德爾為了解釋他所觀察到的結果,他先做了幾個基本的假設。
孟德爾第一系列的實驗稱為單因子雜交試驗,他選擇豌豆的七種相對性狀,分別用純品系植株做一對因子的雜交,其所產生的子代Fl之表現型皆為一對相對性狀中的一種(顯性)。 能夠用圖解的方法,解釋孟德爾的一對相對性的雜交實驗,分析孟德爾遺傳實驗的科學方法。 區別雜交、自交和測交、顯性性狀和隱性性狀、顯性遺傳因子和隱性遺傳因子、純合子和雜合子等成對概念,以及相對性狀、性狀分離等概念。
此外,豌豆的豆莢成熟後籽粒都留在豆莢中,便於各種類型籽粒的準確計數。 1866年,孟德爾將研究結果整理成論文發表,遺憾的是,這一重要成果卻沒有引起人們的重視,一直沉寂了30多年。 1900年,三位科學家分別重新發現了孟德爾的工作。 他們做了許多與孟德爾實驗相似的觀察,並且認識到孟德爾提出的理論的重要意義。 1909年,丹麥生物學家約翰遜將遺傳因子更改為基因,並提出表現性和基因型的概念。
獨立分配律:在後代中不同對的對立性狀隨機組合。 性狀決定於遺傳單位,遺傳單位的出現符合簡單的統計學律。 邁爾(1990年)在《生物學思想發展的歷史》一書中評價道,“1:3這個比率在孟德爾之前被植物育種人員發現過許多次,甚至達爾文在他的植物育種試驗中也曾很多次發現這一比率。 直到孟德爾引進了適當的概念並等到魏斯曼引入了補充概念之後才使得孟德爾的分離現象具有更大意義”。 第三種觀點認為孟德爾的出發點是非混合遺傳。
但是也沒有完全被埋沒,如19世紀中葉,威廉姆・霍克、阿爾貝爾特・布朗貝里、伊萬・舒馬爾豪森、海德・貝利等人都在各自的論文中提到了孟德爾定律。 此外,大不列顛百科全書1881年版已經有了對孟德爾研究的介紹。 每一種單獨的特徵,例如:豌豆的顏色或高矮,都是由一對基因決定,而這對基因是由上一代的一對基因中,各繼承一個基因湊成一對。
孟德爾的結論,打破了遺傳「混合」說,也為達爾文「演化論」的確立和進步掃除了最大理論障礙,因為根據「混合學說」,生物的性狀會因為混合而越來越單一,不存在很多可供選擇的性狀,因而 「物競天擇」是不存在的。 其實,孟德爾的研究成果的「遇冷」,有孟德爾自身孤軍奮戰的原因,千里馬常有而伯樂不常有,由於缺乏知名人士的引薦,孟德爾發表論文的刊物也只是兩個非常不知名的刊物,自然沒有得到主流學術界的重視。 然而直到1900年,也就是孟德爾的論文發表了34年之後,孟德爾的預言才成為現實,他的研究成果被3位植物學家重新發現。 和以往的生物學家不同,孟德爾創造性地將數學模型引入到了生物學實驗分析之中,這種獨創性註定了他能夠看到其他生物學家看不到的深層次規律。
- 例如,豌豆的花粉是一種雄性生殖細胞,遺傳因子是成單存在的。
- 孟德爾取兩株性狀相對的純種豌豆互相交配,例如高莖如矮莖,則此兩植物稱為親代,所產生的後代為第一子代,再將第子代中的植物相互交配所得後代稱為第二子代。
- 所以,我在課堂中,引導學生在分析孟德爾的雜交實驗和假說的過程中,逐步構建概念,同時適時舉例,讓學生判斷,在具體的情景下學習抽象的概念,比較容易理解。
- 雜交產生的F1的體細胞中,D和d結合成Dd,由於D(高莖)對d(矮莖)是顯性,故F1植株全部為高莖豌豆。
- 聖人是完完全全的人,聖人可以盡其性,但是聖人之外的普通人“氣質之稟或不能齊”,仁義禮智不是這裏少了,就是那裏少了,他們“不能皆有以知其性之所有而全之”。
- 他的學習條件十分艱苦,只能住在一間最偏僻的出租屋裡,靠父親從20英里外的家裡送過來的的麵包度日。
自由組合現象:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。 講述:根據學生的回答並總結並回答是相對形狀。 相對性狀概念內容的三要點:同一種生物─豌豆;同一性狀─ 子葉顏色;不同表現類型─黃與綠色。 倘若以19 世紀中葉已知的細胞理論基礎來看待孟德爾的理論,會發現孟德爾比他的時代領先了幾十年。 他可能不是依據理論和假設開始的工作,而是根據經驗進行,但這並不妨礙他理解遺傳的含義。
遺傳學家 Orel 和 Hartl認為,雖然孟德爾沒有一個預先想好的理論,但他的出發點是非混合遺傳假設【6】。 在研究過程中,他根據實驗提出了新的假設,然後通過後續實驗(假設-演繹法)進行測試。 由上述的分析也可以發現,在分佈圖的兩個極端的生物個體佔全體生物數目的百分比會隨著該性狀決定基因的對數的增加而減少,其關係可以用1/4n表之,其中n即代表該遺傳性狀決定基因的對數。 所以當其由一對基因決定時,兩極端的個體佔全體的百分比為各25%,可是當其決定性基因的數目為4時,則兩極端的個體所佔的百分比各為0.4%。 試想將AaBb x AaBb 進行雜交,其子代的基因型會有下表中的各種組成(就如同孟德爾雙基因雜交的結果)。
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