Gregor Mendel dianggap bapa genetik moden. Dia adalah seorang sami Austria yang bekerja dengan tumbuhan kacang untuk menerangkan bagaimana kanak-kanak mewarisi ciri daripada ibu bapa mereka. Kerjanya menjadi asas bagaimana saintis memahami keturunan, dan dia secara meluas dianggap sebagai perintis dalam bidang genetik.
Tumbuhan Kacang Kacang dan Genetik Mendelian
Dalam eksperimen tumbuhan kacang Mendel yang terkenal, dia sengaja menyeberang tumbuhan kacang dengan ciri yang jelas berbeza untuk menemui beberapa perkara penting tentang cara keturunan mewarisi sifat daripada ibu bapa mereka.
Eksperimen
Mendel mengukur tujuh ciri khusus tumbuhan kacang:
- Biji masak yang licin atau berkedut
- Albumen biji kuning atau hijau
- Bunga ungu atau putih
- Polong masak mengembung atau terhimpit
- Potong hijau atau kuning belum masak
- Kedudukan paksi atau terminal bunga
- Panjang batang tinggi atau kerdil
Apa yang Dia Temui
Antara tahun 1856 dan 1863 Mendel bereksperimen pada spesies Pisum sativum, atau tumbuhan kacang. Eksperimennya menyebabkan dia membuat tiga generalisasi:
- Anak memperoleh satu faktor keturunan daripada setiap ibu bapa. Ini dikenali sebagai hukum pengasingan.
- Sifat yang berbeza mempunyai peluang yang sama untuk berlaku bersama-sama. Ini dikenali sebagai undang-undang pelbagai bebas, dan saintis hari ini memahami ini sebagai sebahagian besarnya tidak tepat. Sesetengah gen sebenarnya, dikaitkan bersama dan muncul lebih kerap bersama.
- Keturunan akan mewarisi sifat dominan, dan hanya boleh mewarisi sifat resesif jika dia mewarisi kedua-dua faktor resesif. Ini dikenali sebagai undang-undang penguasaan.
Kebanyakan saintis pada zamannya menolak karya Mendel. Ia tidak diterima secara meluas sehingga selepas dia meninggal dunia. Semasa hayatnya, kebanyakan saintis percaya bahawa keturunan mewarisi sifat melalui pengadunan, iaitu keturunan mewarisi 'purata' sifat ibu bapa.
Menunjukkan Genetik Mendelian
Mendel dikatakan telah menguji lebih 28, 000 tumbuhan untuk membuat kesimpulannya. Walaupun skop projeknya mungkin tidak realistik untuk anda cipta semula, anda boleh mengkaji genetik menggunakan tumbuhan.
Siapa Bapa?
Siapa Bapa ialah percubaan di mana pelajar akan membuat percubaan pada tumbuhan untuk meramalkan sifat yang boleh diperhatikan. Anda boleh mencipta semula percubaan menggunakan Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) - yang direka khusus supaya pelajar boleh menggunakannya untuk mengkaji genetik. Mereka juga berkembang lebih cepat - kitaran hayat lengkap mengambil masa 28-30 hari. Percubaan ini akan mengambil masa kira-kira enam minggu pemerhatian harian untuk diselesaikan. Ia paling sesuai untuk pelajar yang lebih tua di sekolah menengah atau sekolah menengah yang mempelajari genetik.
Bahan
- Wisconsin Fast Plants® Benih, Batang Bukan Ungu, Tidak Berbulu (pek 200)
- Wisconsin Fast Plants® Benih, Daun Kuning-Hijau (pek 200)
- Wisconsin Fast Plants® Benih, Batang Bukan Ungu, Daun Kuning-Hijau (pek 200)
- Campuran pasu
- Pelet baja pelepasan perlahan
- Sistem lampu pendarfluor buatan sendiri atau sistem pencahayaan yang dibeli
- Sistem penanaman buatan sendiri (sebagai alternatif, anda boleh membeli sistem penyiraman)
- Label untuk tumbuhan
- Pertaruhan dan ikatan
- Q-tips, atau bee stick (anda hanya perlukan beberapa)
Arahan
- Bina sistem pencahayaan dan penyiraman anda terlebih dahulu. Wisconsin Fast Plants® memerlukan cahaya pendarfluor berterusan, dan bekalan baja dan air yang berterusan. Anda boleh sama ada membina versi buatan sendiri ini, atau anda boleh membeli kit pra-dibuat melalui Carolina Biological. Kedua-dua pilihan dipautkan di atas dalam senarai bahan.
- Tanam benih (anda tidak perlu menggunakan kesemuanya) mengikut arahan penanaman. Anda perlu mulakan dengan menanam benih daun bukan ungu, kuning-hijau (ini akan dirujuk sebagai anak generasi pertama, atau O1.) Juga tanam benih tidak berbulu batang bukan ungu dan tidak berbulu. (Benih ini adalah benih induk, dirujuk sebagai P1). Pastikan anda melabel yang mana!
- Dalam kira-kira empat hingga tujuh hari, tumbuhan anda akan tumbuh. Perhatikan warna batang dan daun kedua-dua set tumbuhan dan rekodkan pemerhatian anda dalam buku nota makmal anda. Cara terbaik untuk mengukur pemerhatian anda ialah mengira fenotip (kira bilangan tumbuhan yang mempunyai batang bukan ungu, bilangan tumbuhan yang mempunyai daun kuning-hijau, dsb.)
- Buang pokok induk, tetapi peliharalah pokok anak.
- Tulis satu hipotesis tentang bagaimana anak-anak tumbuhan mewarisi sifat genetik yang boleh diperhatikan. Sebagai contoh, jika anda melihat bahawa kebanyakan tumbuhan anak anda mempunyai batang bukan ungu tetapi daun kuning, anda boleh menetapkan ini sebagai ciri dominan. Jika anda memerhatikan bahawa sesetengah tumbuhan anak anda mempunyai batang ungu dan daun hijau, anda mungkin menganggap ini adalah sifat resesif. Berdasarkan pemerhatian anda, cipta satu hipotesis yang boleh diuji. Anda perlu cuba meneka warna batang dan daun tumbuhan bapa berdasarkan hipotesis anda.
- Intermatekan tumbuhan menggunakan batang lebah atau Q-tip. Untuk melakukan ini, tukar batang lebah secara perlahan pada satu tumbuhan, pastikan tumbuhan itu mempunyai debunga, dan kemudian kongsikannya dengan tumbuhan lain. Lakukan ini beberapa kali untuk memastikan bahawa setiap tumbuhan menerima debunga daripada beberapa tumbuhan lain, kedua-duanya dengan ciri yang sama dan tidak serupa yang boleh diperhatikan. Lakukan ini sekali sehari selama tiga hari.
- Setelah tiga hari tamat, potong mana-mana putik bunga yang tidak didebungakan.
- Berhenti menyiram tanaman dan biarkan ia kering.
- Tuai benih dan tanam semula, pada asasnya memulakan proses semula. Benih ini adalah generasi kedua keturunan, atau O2.
- Buat pemerhatian tentang warna batang dan daun generasi tumbuhan seterusnya. Adakah anda fikir hipotesis anda betul?
- Tanam benih daun kuning-hijau. Mereka ini akan dikenali sebagai 'bapa' atau P2.
- Selepas beberapa hari, perhatikan warna batang dan daun tumbuhan P2. Adakah pemerhatian anda menyokong hipotesis anda?
Arahan Video
Video ini menunjukkan cara melakukan makmal genetik dan akan membantu anda menangani prosedur untuk mengkaji genetik tumbuhan anda.
Makmal Dalam Talian
Perlu diingat bahawa jika menanam kacang polong dan membuat peralatan buatan sendiri adalah lebih banyak daripada yang anda tawarkan, terdapat beberapa makmal interaktif yang hebat dalam talian.
Mendel's Peas
Makmal dalam talian ini ialah replika eksperimen kacang Mendel. Makmal mempunyai menu yang berguna supaya anda benar-benar boleh meneroka makmal sebelum melakukan apa-apa. Makmal membawa anda melalui pelbagai langkah termasuk menanam kacang polong, memerhati ciri-cirinya, dan kemudian menyeberangi pendebungaan tumbuhan pertama yang anda tanam. Inilah yang dilakukan oleh Mendel supaya pelajar dapat merasakan proses yang membosankan yang dilaluinya untuk menghasilkan pemerhatiannya.
Sup Kacang Kacang
Walaupun secara grafik tidak begitu menarik, Pea Soup ialah satu lagi pilihan dalam talian yang membantu pelajar memerhatikan dua sifat dalam tumbuhan kacang. Untuk bermula, anda klik pada butang 'mulakan percubaan'. Kemudian anda dibawa ke halaman di mana anda boleh memilih untuk 'mengawan' dua kacang yang berbeza. Genotip mereka ditulis untuk anda. Kemudian halaman akan menunjukkan kepada anda semua pilihan yang tersedia untuk 'ibu bapa' yang anda pilih. Halaman bergerak dengan pantas dan anda boleh terlepas jika anda tidak menulis semuanya.
MIT's STAR Genetics
Makmal STAR Genetics MIT ialah 'permainan' yang boleh dimuat turun di mana pelajar boleh mencampur dan memadankan genotip pelbagai spesies termasuk tumbuhan kacang, lalat buah dan juga lembu. Program ini paling sesuai untuk pelajar sekolah menengah yang mempunyai pemahaman Biologi yang kukuh.
Genetik Memang Seronok
Sama ada anda mempelajari tumbuhan kacang atau lalat buah, atau pulang ke rumah dan memerhatikan ciri ibu bapa anda dan cuba memikirkan cara anda mendapat sendiri, mempelajari genetik boleh menjadi sangat menyeronokkan. Walaupun genetik moden mengenal pasti beberapa perkara yang Mendel tersilap, teorinya masih terpakai apabila sifat tidak dikaitkan atau dipengaruhi oleh faktor lain.
