Gregor Mendel és considerat el pare de la genètica moderna. Era un monjo austríac que treballava amb plantes de pèsols per explicar com els nens hereten les característiques dels seus pares. El seu treball es va convertir en la base de com els científics entenen l'herència, i es considera àmpliament un pioner en el camp de la genètica.
Plantes de pèsol i genètica mendeliana
En els famosos experiments de plantes de pèsol de Mendel, va pol·linitzar deliberadament plantes de pèsol amb característiques òbviament diferents per descobrir algunes coses importants sobre com la descendència hereta els trets dels seus pares.
Els experiments
Mendel va mesurar set característiques específiques de les plantes de pèsol:
- Llavor madura llisa o arrugada
- Albúmina de llavors groga o verda
- Flor porpra o blanca
- Beina madura inflada o restringida
- Beines verds o grogues
- Posició axial o terminal de les flors
- Llargada de la tija alta o nana
El que va descobrir
Entre 1856 i 1863 Mendel va experimentar amb l'espècie Pisum sativum, o planta de pèsols. Els seus experiments el van portar a fer tres generalitzacions:
- La descendència adquireix un factor hereditari de cada progenitor. Això es coneix com la llei de la segregació.
- Els diferents trets tenen la mateixa oportunitat d'ocórrer junts. Això es coneix com la llei de l'assortiment independent, i els científics d'avui entenen que això és en gran part inexacte. De fet, alguns gens estan units i apareixen més sovint junts.
- La descendència heretarà el tret dominant, i només pot heretar el tret recessiu si hereta els dos factors recessius. Això es coneix com la llei de la dominació.
La majoria dels científics de la seva època van rebutjar el treball de Mendel. No va ser àmpliament acceptat fins després de la seva mort. Durant la seva vida, la majoria dels científics creien que la descendència heretava trets mitjançant la barreja, és a dir, la descendència heretava una "mitjana" dels trets dels pares.
Demostració de la genètica mendeliana
Es diu que Mendel va provar més de 28.000 plantes per arribar a la seva conclusió. Tot i que l'abast del seu projecte probablement no sigui realista per recrear-lo, podeu estudiar la genètica utilitzant plantes.
Qui és el pare?
Who's the Father és un experiment en què els estudiants experimentaran amb plantes per predir trets observables. Podeu recrear l'experiment amb Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa), que estan dissenyats específicament perquè els estudiants els puguin utilitzar per estudiar genètica. També creixen més ràpid: un cicle de vida complet triga 28-30 dies. Aquest experiment necessitarà aproximadament sis setmanes d'observacions diàries per completar-se. És més adequat per als estudiants més grans de secundària o secundària que estudien genètica.
Materials
- Llavor de Wisconsin Fast Plants®, tija no morada, sense pèl (paquet de 200)
- Wisconsin Fast Plants® Llavor, fulla groc-verda (paquet de 200)
- Wisconsin Fast Plants® Llavor, tija no morada, fulla groc-verda (paquet de 200)
- Potting Mix
- Grans de fertilitzants d'alliberació lenta
- Sistema d'il·luminació fluorescent casolà o sistema d'il·luminació comprat
- Sistema de cultiu casolà (com alternativa, podeu comprar un sistema de reg)
- Etiquetes per a plantes
- Apostes i lligams
- Q-tips o pals d'abella (només en necessiteu uns quants)
Instruccions
- Construeix primer els teus sistemes d'il·luminació i reg. Wisconsin Fast Plants® necessiten llum fluorescent contínua i un subministrament continu d'adob i aigua. Podeu crear versions casolanes d'aquests o podeu comprar kits prefabricats a través de Carolina Biological. Les dues opcions estan enllaçades més amunt a la llista de materials.
- Plantar les llavors (no cal que les feu servir totes) seguint les instruccions de cultiu. Voleu començar per plantar les llavors de fulles no morades i de color groc-verd (això es coneixerà com a descendència de primera generació, o O1). També planteu les llavors sense pèl i no morades. (Aquestes llavors són les llavors mare, anomenades P1). Assegureu-vos d'etiquetar quin és quin!
- En uns quatre o set dies, les plantes haurien de créixer. Observeu els colors de la tija i les fulles dels dos conjunts de plantes i registreu les vostres observacions al vostre quadern de laboratori. La millor manera de quantificar les teves observacions és comptar els fenotips (comptar el nombre de plantes que tenen tiges no morades, el nombre de plantes que tenen fulles groc-verdoses, etc.)
- Descartar les plantes mare, però mantenir les plantes descendents.
- Escriu una hipòtesi sobre com les plantes descendents van heretar els seus trets genètics observables. Per exemple, si observeu que la majoria de les vostres plantes descendents tenen tiges no morades però fulles grogues, podeu assignar-les com a trets dominants. Si observeu que algunes de les vostres plantes descendents tenen tiges porpra i fulles verdes, podríeu suposar que es tracta de trets recessius. A partir de les vostres observacions, creeu una hipòtesi comprovable. Voleu intentar endevinar els colors de la tija i de les fulles de la planta pare a partir de la vostra hipòtesi.
- Intercalar les plantes amb un pal d'abella o un Q-tip. Per fer-ho, canvieu suaument el pal d'abella d'una planta, assegurant-vos que la planta tingui pol·len i després compartiu-lo amb una altra planta. Feu-ho diverses vegades per assegurar-vos que cada planta rep el pol·len de diverses altres plantes, tant amb trets observables semblants com diferents. Feu-ho una vegada al dia durant tres dies.
- Un cop hagin passat els tres dies, talla els capolls florals que no hagin estat pol·linitzats.
- Deixa de regar les plantes i deixa-les assecar.
- Col·leu les llavors i replanteu-les, bàsicament començant de nou el procés. Aquestes llavors són la segona generació de descendència, o O2.
- Feu observacions sobre el color de la tija i les fulles de la propera generació de plantes. Creus que la teva hipòtesi era correcta?
- Plantar les llavors de fulla groc-verd. Aquests seran coneguts com el "pare" o P2.
- Al cap d'uns dies, observa els colors de la tija i les fulles de les plantes P2. Les vostres observacions recolzen la vostra hipòtesi?
Instruccions de vídeo
Aquest vídeo mostra com fer laboratoris de genètica i t'ajudarà a abordar el procediment per estudiar la genètica de les teves plantes.
Laboratoris en línia
Val la pena assenyalar que si el cultiu de pèsols i la fabricació d'aparells casolans són una mica més del que esperaves, hi ha uns quants laboratoris interactius fantàstics en línia.
Pèsols de Mendel
Aquest laboratori en línia és una rèplica dels experiments de pèsols de Mendel. El laboratori té un menú pràctic perquè pugueu explorar el laboratori abans de fer res. El laboratori us porta a través de diversos passos, com ara la plantació dels pèsols, l'observació dels seus trets i, a continuació, la pol·linització creuada de les primeres plantes que vau créixer. Això és exactament el que va fer Mendel perquè els estudiants puguin tenir una idea del tediós procés pel qual va passar per fer les seves observacions.
Sopa de pèsols
Tot i que gràficament no és tan emocionant, la sopa de pèsols és una altra opció en línia que ajuda els estudiants a observar dos trets de les plantes de pèsols. Per començar, feu clic al botó "Comença l'experiment". Aleshores, se us porta a una pàgina on podeu escollir "aparellar" dos pèsols diferents. Els seus genotips estan escrits per a tu. Aleshores, la pàgina us mostrarà totes les opcions disponibles per als "pares" que heu seleccionat. La pàgina es mou ràpidament i us podeu perdre si no ho esteu escrivint tot.
MIT's STAR Genetics
El laboratori de genètica STAR del MIT és una mena de "joc" descarregable on els estudiants poden barrejar i combinar genotips d'una varietat d'espècies, com ara pèsols, mosques de la fruita i fins i tot vaques. El programa s'adapta millor als estudiants de secundària que tenen una bona comprensió de la biologia.
La genètica és divertida
Ja sigui que estudiïs les plantes de pèsols o les mosques de la fruita, o simplement vagis a casa i observes els trets dels teus pares i intentes esbrinar com et vas fer el teu, estudiar genètica pot ser molt divertit. Tot i que la genètica moderna identifica algunes coses que Mendel es va equivocar, les seves teories encara s'apliquen quan els trets no estan vinculats o influenciats per altres factors.
