Da li je “otac genetike” Gregor Mendel prekršio naučnu etiku? Gregor Mendel - otac moderne genetike Na kojim biljkama je Mendel eksperimentisao?

Ukratko opisuje glavne faze "izlaganja" eksperimenata Gregora Johanna Mendela. Ime ovog naučnika prisutno je u svim školskim udžbenicima biologije, kao i ilustracijama njegovih eksperimenata u uzgoju graška. Mendel se s pravom smatra otkrićem zakona naslijeđa, koji je postao prvi korak ka modernoj genetici.

Mendelov obrazac nasljeđivanja osobina

Eksperiment velikih razmera koji je sproveo monah augustinac zainteresovan za prirodne nauke trajao je od 1856. do 1863. godine. Tokom ovih nekoliko godina, Mendel je odabrao 22 sorte graška, koje su se jasno razlikovale jedna od druge po određenim karakteristikama. Nakon toga, istraživač je započeo eksperimente na takozvanom monohibridnom ukrštanju: Mendel je ukrštao sorte koje su se međusobno razlikovale samo po boji sjemena (neke su bile žute, druge zelene).

Ispostavilo se da

prilikom prvog ukrštanja, zeleno sjeme "nestaje" - ovo pravilo se naziva "zakon ujednačenosti hibrida prve generacije". Ali u drugoj generaciji ponovo se pojavljuju zelene sjemenke, i to u omjeru 3:1.

(Mendel je dobio 6.022 žute sjemenke i 2.001 zelenu.) Istraživač je „pobjedničku“ osobinu nazvao dominantnom, a „gubičku“ osobinu recesivnom, a obrazac koji se pojavio postao je poznat kao „zakon segregacije“.

Ovo pravilo znači da će 75% hibrida druge generacije imati vanjske dominantne osobine, a 25% recesivne osobine. Što se tiče genotipa, omjer će biti sljedeći: 25% biljaka će naslijediti dominantnu osobinu i od oca i od majke, geni od 50% će nositi oba svojstva (pojaviće se dominantna - žuti grašak), a preostalih 25% će biti potpuno recesivno.

Mendelov treći zakon - zakon nezavisne kombinacije - izveo je istraživač tokom ukrštanja biljaka koje su se međusobno razlikovale po nekoliko karakteristika. U slučaju graška, to je bila boja graška (žuta i zelena) i njegova površina (glatka ili naborana). Dominantne osobine bile su žuta boja i glatka površina, recesivne osobine zelene boje i naborana površina. Gregor Mendel je otkrio da će se ove karakteristike kombinovati nezavisno jedna od druge. Istovremeno, lako je izračunati da će se prema fenotipu - vanjskim karakteristikama - potomstvo podijeliti u četiri grupe: 9 žutih glatkih, 3 žute naborane, 3 zelene glatke i 1 zeleni naborani grašak.

Ako uzmemo u obzir rezultate cijepanja za svaki par znakova posebno, ispada da je omjer broja žutih sjemenki prema broju zelenih i omjer glatkih sjemenki prema naboranim za svaki par jednak 3 :1.

Godine 1866. rezultati rada Gregora Mendela objavljeni su u sljedećem tomu Zbornika radova Društva prirodnih znanstvenika pod naslovom "Ogledi na hibridima biljaka", ali njegov rad nije izazvao zanimanje njegovih suvremenika. Godine 1936., teoretski genetičar i statističar sa Univerziteta u Kembridžu, Ronald Fisher, izjavio je da su Mendelovi rezultati "suviše dobri da bi bili istiniti". Međutim, nije on bio taj koji je počeo da optužuje istraživača za falsifikovanje činjenica - očigledno je Walter Weldon, biolog sa Univerziteta u Oksfordu, bio prvi koji je to učinio. U oktobru 1900. godine, nekoliko mjeseci nakon ponovnog interesovanja za Mendelov rad, naučnik je napisao u ličnom pismu svom kolegi, matematičaru Karlu Pirsonu, da je naišao na istraživanje "izvjesnog Mendela" koji je ukrštao grašak. Tokom sljedeće godine, Weldon je proučavao monahov rad i postajao sve uvjereniji da proporcije koje je dobio Mendel neće biti tako „čiste“ ako se koriste stvarno postojeće u prirodi – a ne umjetno uzgojene – sorte graška.

Osim toga, biologa je zbunila i činjenica da je Mendel operirao binarnim kategorijama: žuto - zeleno, glatko - naborano. Prema Weldonu, tako jasna podjela karakteristika vrlo je daleko od stvarnosti: dakle, u koju kategoriju je istraživač svrstao sjemenke žuto-zelene, neodređene boje?

Najvjerovatnije su klasifikovani tako da se uklapaju u predloženi model, tvrdi biolog, kome su brojke koje navodi Mendel - 5474 graška sa dominantnim svojstvom od 7324 uzgojenih sjemenki (odnosno 74,7%, dok bi teoretski trebalo bio 75%) - izgledalo je previše "dobro". “On je ili lažov ili mađioničar”, napisao je Weldon u pismu Pirsonu 1901.

Ilustracija iz Weldonovog članka iz 1902. Slike jasno pokazuju da se sve sjemenke ne mogu klasificirati kao "žute", "zelene", "glatke" ili "naborane".

Međutim, neki od onih koji su smatrali da su Mendelovi rezultati nevjerovatno dobri ipak su odlučili istupiti u njegovu odbranu - Ronald Fisher je bio jedan od tih naučnika. Naveo je da se teorijski model nasljeđivanja osobina trebao roditi odmah nakon početka eksperimenata - i da ga je mogao razviti samo istinski izvanredan um. Eksperimenti su, prema Fišeru, kasnije počeli da pružaju pažljivo pripremljenu ilustraciju teorije, a nije sam naučnik mogao da „falsifikuje” rezultate uzgoja graška, već baštovani koji brinu o biljkama, koji su bili upoznati sa teorijskim proračuni istraživača.

Sredinom dvadesetog vijeka, rasprava oko pitanja Mendelove privrženosti naučnoj etici je donekle splasnula - to je bilo zbog činjenice da je genetika u to vrijeme bila pod snažnim utjecajem političkih faktora, posebno dominacije "lisenkoizam" u Sovjetskom Savezu.

Pod ovim uslovima, zapadni naučnici su radije ne sumnjali u pouzdanost Mendelovih eksperimenata, a tema je, međutim, zaboravljena, očigledno samo nakratko.

Autori članka Science još jednom tvrde da su brojevi koje on daje previše dobri da bi bili istiniti, svrstavanje osobina u samo dvije kategorije nije opravdano, a također se slažu da bi monah mogao smatrati žuti grašak zelenim ako se bolje uklapa u teoriju . Ipak, to ne umanjuje zasluge naučnika: zakoni koje je formulirao zaista djeluju, a njihovo otkriće postalo je prva faza u razvoju moderne genetike.

Važan korak u razumijevanju zakona naslijeđa napravio je izvanredni češki istraživač Gregor Mendel. Identificirao je najvažnije zakone naslijeđa i pokazao da karakteristike organizama određuju diskretni (individualni) nasljedni faktori.

Mendel se zainteresovao za proces hibridizacije biljaka, a posebno za različite tipove hibridnih potomaka i njihove statističke odnose. Ovi problemi bili su predmet Mendelovog naučnog istraživanja koje je započeo u ljeto 1856.

Mendelovi uspjesi bili su dijelom posljedica uspješnog izbora predmeta za eksperimente - vrtnog graška (Pisum sativum). Mendel se pobrinuo da ova vrsta u odnosu na druge ima sljedeće prednosti:

1) postoje mnoge sorte koje se jasno razlikuju po nizu karakteristika;

2) biljke se lako uzgajaju;

3) reproduktivni organi su potpuno prekriveni laticama, tako da se biljka najčešće samooprašuje; stoga se njegove sorte razmnožavaju u čistoći, odnosno njihove karakteristike ostaju nepromijenjene iz generacije u generaciju;

4) moguće je vještačko ukrštanje sorti i daje prilično plodne hibride.

Za svoje prve eksperimente Mendel je odabrao dvije vrste biljaka koje su se jasno razlikovale po nekim karakteristikama, na primjer, u boji cvijeća: cvjetovi su mogli biti ljubičasti ili bijeli.

Njegova metoda je bila sljedeća: uklonio je prašnike više biljaka iste sorte prije nego što je došlo do samooprašivanja (Mendel je ove biljke nazvao „ženskim“); četkicom je nanosio polen s prašnika biljke druge sorte na stigme ovih „ženskih“ cvjetova; zatim je na umjetno oprašene cvjetove stavio male kapice kako polen drugih biljaka ne bi mogao doći na njihove stigme. Biljke s ljubičastim cvjetovima izrasle su iz sjemena prikupljenog iz dobivenih hibrida. Mendel je ovu osobinu nazvao "ljubičastim cvjetovima", uočenim kod biljaka prve hibridne generacije. dominantan .

Mendel je zatvorio cvjetove biljaka prve generacije (kako bi spriječio unakrsno oprašivanje) i omogućio im da se samooprašuju. Sjeme sakupljeno od ovih biljaka je prebrojano i zasađeno sljedećeg proljeća kako bi se proizvela druga hibridna generacija. U drugoj hibridnoj generaciji, neke biljke dale su ljubičaste cvetove, a druge bele cvetove. Drugim riječima, osobina "bijelog cvijeća", koja je izostala u prvoj generaciji, ponovo se pojavila u drugoj generaciji. Mendel je zaključio da je ova osobina bila prisutna u prvoj generaciji u latentnom obliku, ali se nije uspjela manifestirati; zato ga je i nazvao recesivan .

Na osnovu sličnih studija formulisan je Mendelov prvi zakon. Zakon uniformnosti hibrida prve generacije – prilikom ukrštanja dva homozigotna organizma koji pripadaju različitim čistim linijama i koji se međusobno razlikuju po jednom paru alternativnih manifestacija osobine, cijela prva generacija hibrida (F1) će biti ujednačena i nosit će manifestaciju osobine jednog od roditelji. Ovaj zakon je takođe poznat kao "zakon dominacije osobina".

Nakon što je uspostavio sposobnost predviđanja rezultata ukrštanja na osnovu jednog para alternativnih osobina, Mendel je prešao na proučavanje nasljeđivanja dva para takvih osobina.

U jednom od svojih eksperimenata, Mendel je koristio biljke graška koje su se razlikovale po obliku i boji sjemena. Koristeći gore opisanu metodu, ukrstio je čiste (homozigotne) biljke sa glatkim žutim sjemenkama i čiste biljke sa naboranim zelenim sjemenkama. Sve biljke prve generacije hibrida imale su glatko i žuto sjeme. Na osnovu rezultata ranijih monohibridnih ukrštanja, Mendel je već znao da su ovi karakteri dominantni; sada ga je, međutim, zanimala priroda i odnos sjemena različitih vrsta u drugoj generaciji, dobivenih od biljaka prve generacije samooprašivanjem. Ukupno je sakupio 556 sjemenki iz biljaka druge generacije, među kojima je bilo 315 glatko žutih, 101 naborano žutih, 108 glatko zelenih, 32 naborano zelenih. Odnos različitih fenotipova bio je približno 9:3:3:1. ove rezultate, Mendel je napravio dva zaključka:

1. U drugoj generaciji pojavile su se dvije nove kombinacije likova: naborana i žuta; glatka i zelena.

2. Za svaki par alelomorfnih karaktera (fenotipovi određeni različitim alelima) dobijen je odnos 3:1, karakterističan za monohibrid.

Ovi rezultati su omogućili formulisanje Mendelovog drugog zakona. Zakon cijepanja – kada se ukrštaju dva heterozigotna potomka prve generacije, u drugoj generaciji se uočava rascjep u određenom brojčanom odnosu: po fenotipu 3:1, prema genotipu 1:2:1.

Mendelov treći zakon Zakon o samostalnom nasljeđivanju – pri ukrštanju dvije jedinke koje se međusobno razlikuju po dva (ili više) para alternativnih svojstava, geni i njima odgovarajuće osobine se nasljeđuju nezavisno jedan od drugog i kombinuju u svim mogućim kombinacijama (kao kod monohibridnog ukrštanja).

Kada su ukrštane homozigotne biljke koje se razlikuju po nekoliko karaktera, kao što su bijeli i ljubičasti cvjetovi i žuti ili zeleni grašak, nasljeđivanje svakog znaka slijedilo je prva dva zakona, a u potomstvu su se kombinirale na način kao da je njihovo nasljeđe bilo odvijale nezavisno jedna od druge. Prva generacija nakon ukrštanja imala je dominantan fenotip za sve osobine. U drugoj generaciji je uočeno cijepanje fenotipova prema formuli 9:3:3:1, odnosno 9:16 je bilo sa ljubičastim cvjetovima i žutim graškom, 3:16 je bilo s bijelim cvjetovima i žutim graškom, 3: 16 je bilo sa ljubičastim cvetovima i zelenim graškom, 1:16 sa belim cvetovima i zelenim graškom.

Istraživanje V. Johansena

Razmotrimo obrasce nasljeđivanja osobina u populacijama različitih tipova. Ovi obrasci su različiti za samooplodne i dvodomne organizme. Samooplodnja je posebno česta kod biljaka. U samooplodnim biljkama, kao što su grašak, pšenica, ječam, zob, populacije se sastoje od takozvanih homozigotnih linija. Šta objašnjava njihovu homozigotnost? Činjenica je da se tokom samooprašivanja povećava udio homozigota u populaciji, a smanjuje udio heterozigota.

Čista linija su potomci jedne osobe. To je kolekcija samooprašujućih biljaka.

Proučavanje populacione genetike započeo je 1903. danski naučnik V. Johansen. Proučavao je populaciju samooplodne biljke graha koja lako proizvodi čistu liniju - grupu potomaka jedinke čiji su genotipovi identični.

Johansen je uzeo sjeme jedne sorte pasulja i odredio varijabilnost jednog svojstva - težine sjemena. Ispostavilo se da varira od 150 mg do 750 mg. Naučnik je zasejao dve grupe semena odvojeno: težine od 250 do 350 mg i težine od 550 do 650 mg. Prosečna masa semena novoizraslih biljaka iznosila je 443,4 mg u lakoj grupi, a 518 mg u teškoj grupi. Johansen je zaključio da je originalna sorta graha sastavljena od genetski različitih biljaka.

Tokom 6-7 generacija, naučnik je iz svake biljke birao teško i lagano sjeme, odnosno vršio je selekciju u čistim linijama. Kao rezultat toga, došao je do zaključka da selekcija u čistim linijama nije proizvela pomak ni prema laganom ni prema teškom sjemenu. To znači da odabir nije efikasan u čistim linijama. A varijabilnost mase sjemena unutar čiste linije je modificirana, nenasljedna i javlja se pod uticajem uslova sredine.

PITANJA I ZADACI ZA REVIZIJU

Pitanje 1. Ko je bio otkrivač obrazaca nasljeđivanja osobina?

Otkrivač zakona nasljeđivanja osobina bio je Gregor Mendel.

Pitanje 2. Na kojim biljkama je G. Mendel provodio eksperimente?

G. Mendel je vrlo uspješno odabrao predmet za svoje eksperimente. Grašak se lako uzgaja u uvjetima Češke Republike, razmnožava se nekoliko puta godišnje, sorte graška se razlikuju jedna od druge po nizu jasno prepoznatljivih karakteristika i, konačno, u prirodi se grašak samooprašuje, ali u eksperimentu samooprašivanje je lako spriječiti, a istraživač može oprašiti biljku polenom druge biljke.

Pitanje 3. Zahvaljujući kojim tehnikama je G. Mendel uspio otkriti zakone nasljeđivanja osobina?

U izvođenju svojih klasičnih eksperimenata, Mendel je slijedio nekoliko pravila. Prvo je koristio biljke koje su se međusobno razlikovale po malom broju karakteristika. Drugo, naučnik je radio samo sa biljkama čistih linija. Dakle, u biljkama jedne linije sjemenke su uvijek bile zelene, au drugoj - žute. Mendel je prvi razvio čiste linije samooprašujućim biljkama graška.

Mendel je izvodio eksperimente istovremeno sa nekoliko roditeljskih parova graška; biljke svakog para pripadale su dvije različite čiste linije. To mu je omogućilo da dobije više eksperimentalnog materijala.

Prilikom obrade dobivenih podataka, Mendel je koristio kvantitativne metode, precizno računajući koliko se biljaka s određenim svojstvom (na primjer, sjemenke žute i zelene boje) pojavilo u potomstvu.

PITANJA I ZADACI ZA DISKUSIJU

Pitanje 1. Koje karakteristike biljaka graška su omogućile G. Mendelu da klasifikuje organizme koje je uzeo za hibridizaciju kao čiste linije?

Grašak se lako uzgaja u uvjetima Češke Republike, razmnožava se nekoliko puta godišnje, sorte graška se razlikuju jedna od druge po nizu jasno prepoznatljivih karakteristika i, konačno, u prirodi se grašak samooprašuje, ali u eksperimentu samooprašivanje je lako spriječiti, a istraživač može oprašiti biljku polenom druge biljke.

Pitanje 2. Šta je suština hibridološke metode koju je razvio G. Mendel?

Suština hibridološke metode je ukrštanje (hibridizacija) organizama koji se međusobno razlikuju po jednoj ili više karakteristika. Hibridološka metoda G. Mendela zasniva se na sledećim tehnikama i objektima:

1) izvršena je analiza zaostavštine prema pojedinačnim izrazitim karakteristikama;

2) proučavanje prirode prenošenja osobina na potomke prve i narednih generacija;

3) kvantitativno obračunavanje distribucije naslednih osobina kod jedinki u hibridnim generacijama (statistika);

4) kao predmet istraživanja odabran je grašak - biljka u kojoj je moguće i prirodno samooprašivanje i umjetno unakrsno oprašivanje.

Botanika. Serija članaka “Nevjerovatni eksperimenti s biljkama”

List “Biologija”, br. 3, 2000.

41. Eksperiment sa zelenim graškom

Ovaj eksperiment prvi je izveo najveći istraživač problema razdražljivosti biljaka, indijski naučnik D.Ch. Bosonog. Pokazuje da nagli porast temperature izaziva pojavu struja djelovanja u sjemenu. Za eksperiment vam je potrebno nekoliko zelenih (nezrelih) sjemenki graška (pasulj, pasulj), galvanometar, igla za seciranje i alkoholna lampa.

Spojite vanjske i unutrašnje dijelove zelenog graška na galvanometar. Vrlo pažljivo, u vrču, zagrijte grašak (bez oštećenja) na približno 60 °C.

Kako temperatura ćelija raste, galvanometar registruje potencijalnu razliku do 0,1–2 V. Evo šta je sam D. Ch. Bos zabilježio o ovim rezultatima: ako sakupite 500 pari polovica graška određenim redoslijedom u serije, ukupni električni napon će biti 500 V.

Najosjetljivije stanice u biljkama su stanice tačke rasta koje se nalaze na vrhovima izdanaka i korijena. Brojni izdanci koji se obilno granaju i brzo rastući vrhovi korijena osjećaju prostor i prenose informacije o njemu duboko u biljku. Dokazano je da biljke percipiraju dodir lista, reagujući na njega promjenom biopotencijala, pomicanjem električnih impulsa, promjenom brzine i smjera kretanja hormona. Na primjer, vrh korijena reagira na više od 50 mehaničkih, fizičkih i bioloških faktora i svaki put bira najoptimalniji program za rast.

Da li biljka reagira na dodire, posebno česte, dosadne, možete se uvjeriti pomoću sljedećeg eksperimenta.

42. Treba li bez potrebe dirati biljke?

Upoznajte thigmonaste – motoričke reakcije biljaka uzrokovane dodirom.

Za pokus posadite po jednu biljku u 2 saksije, najbolje bez pubescencije na listovima (grah, pasulj). Nakon što se pojave 1-2 lista, započnite tretman: lagano trljajte listove jedne biljke između palca i kažiprsta 30-40 puta dnevno tokom 2 nedelje.

Do kraja druge sedmice razlike će biti jasno vidljive: biljka izložena mehaničkoj iritaciji usporava u rastu.

Utjecaj mehaničkog djelovanja na rast biljaka

Eksperimentalni rezultati pokazuju da produženo izlaganje ćelija slabim podražajima može dovesti do inhibicije životnih procesa biljaka.

Biljke posađene uz puteve podložne su stalnim uticajima. Posebno su osjetljive smreke. Njihove grane okrenute prema cesti, po kojima ljudi često hodaju i voze automobili, uvijek su kraći od grana koje se nalaze na suprotnoj strani.

Razdražljivost biljaka, tj. njihova sposobnost da odgovore na različite utjecaje leži u osnovi aktivnih pokreta, koji nisu ništa manje raznoliki kod biljaka nego kod životinja.

Prije nego počnemo opisivati ​​eksperimente koji otkrivaju mehanizam kretanja biljaka, preporučljivo je upoznati se s klasifikacijom ovih pokreta. Ako biljke troše energiju disanja na izvođenje pokreta, to su fiziološki aktivni pokreti. Prema mehanizmu savijanja dijele se na rast i turgor.

Pokreti rasta su uzrokovani promjenom smjera rasta organa. To su relativno spori pokreti, na primjer, savijanje stabljike prema svjetlosti, korijena prema vodi.

Turgorski pokreti se izvode reverzibilnom apsorpcijom vode, kompresijom i istezanjem posebnih motornih ćelija koje se nalaze u dnu organa. To su brzi pokreti biljaka. Oni su karakteristični, na primjer, za biljke insektojeda i listove mimoze.

Vrste kretanja rasta i turgora će biti detaljnije razmotrene u nastavku kako se eksperimenti izvode.

Za izvođenje pasivnih (mehaničkih) pokreta nije potrebna direktna potrošnja energije ćelije. U većini slučajeva, citoplazma nije uključena u mehanička kretanja. Najčešći su higroskopni pokreti, koji su uzrokovani dehidracijom i ovise o vlažnosti zraka.

Higroskopski pokreti

Osnova higroskopskih pokreta je sposobnost membrana biljnih ćelija da apsorbuju vodu i bubre. Prilikom bubrenja voda ulazi u prostor između molekula vlakana (celuloze) u membrani i proteina u citoplazmi ćelije, što dovodi do značajnog povećanja volumena ćelije.

43. Pokreti ljuski četinarskih češera, suhe mahovine, suhog cvijeća

Proučavati uticaj temperature vode na brzinu kretanja sjemenskih ljuskica češera.

Za eksperiment su vam potrebne 2-4 suhe šiške bora i smreke, osušeni cvatovi Acroclinium rosea ili Helychrysum major (smilje), suha kukavičja lanena mahovina i sat.

Pregledajte suhu šišarku. Sjemenske ljuske su podignute, jasno su vidljiva mjesta na koja je sjeme pričvršćeno.

Polovinu šišarki umočite u hladnu vodu, a drugu polovinu u toplu vodu (40-50 °C). Pazite na kretanje vage. Obratite pažnju na vrijeme koje je bilo potrebno da se potpuno zatvore.

Izvadite čunjeve iz vode, otresite ih i gledajte kako se krljušti pomiču dok se suše.

Zabilježite vrijeme potrebno da se vage vrate u prvobitno stanje i unesite podatke u tabelu.

Ponovite eksperiment s istim čunjevima nekoliko puta. Ovo ne samo da će vam omogućiti da dobijete tačnije podatke, već ćete i osigurati da je vrsta pokreta koji se proučava reverzibilna.

Rezultati eksperimenta će nam omogućiti da izvučemo važne zaključke.

1. Kretanje sjemenskih ljuski šišarki nastaje zbog gubitka i apsorpcije vode. O tome svjedoči i direktna ovisnost kretanja vage o temperaturi vode: kako se ona povećava, povećava se i brzina kretanja molekula vode, a bubrenje vage dolazi brže.

1. Da bi bubrenje ljuskica promijenilo njihov položaj u prostoru, struktura i hemijski sastav ćelija na vanjskoj i unutrašnjoj strani ljuski moraju biti različiti. Istina je. Ćelijske membrane gornje strane ljuski četinara su elastičnije i rastegljivije u odnosu na ćelije donje strane. Stoga, kada su uronjeni u vodu, apsorbiraju je više i brže povećavaju svoj volumen, što dovodi do izduženja gornje strane i pomjeranja krljušti naniže. Tokom procesa dehidracije, ćelije na gornjoj strani takođe gube vodu brže od ćelija na donjoj strani, što dovodi do savijanja krljušti prema gore.

Zanimljivo je promatrati kretanje listova kukavičjeg lana ili drugih lisnatih mahovina uzrokovanih bubrenjem. Kod živih biljaka listovi su usmjereni od stabljike, dok su kod suhih biljaka pritisnuti na nju. Ako suhu stabljiku uronite u vodu, nakon 1-2 minute listovi se pomiču iz vertikalnog položaja u horizontalni.

Pokreti osušenog cvasti smilja su vrlo lijepi. Ako se suhi cvat uroni u vodu, nakon 1-2 minute listovi omota počinju se pomicati i cvat se zatvara.

Vježbajte. Usporedite brzinu kretanja konusnih ljuski različitih vrsta četinjača. Zavisi li to od veličine čunjeva? Usporedite brzinu kretanja ljuski šišarki bora i smreke, listova mahovine i listova cvasti smilja, utvrdite sličnosti i razlike.

44. Higroskopska kretanja semena. Higrometar sjemena rode

Higroskopski pokreti igraju važnu ulogu u širenju sjemena raznih biljaka.

Proučiti mehanizam samozakopavanja sjemena rode i kretanje sjemena različka kroz tlo.

Za eksperiment su vam potrebne sjemenke trave rode, plavog različka, list debelog papira, sat i tobogan.

Roda je uobičajena biljka u Bjelorusiji. Ime je dobila po sličnosti ploda sa glavom rode.

Pogledajte izbliza strukturu suvog ploda rode. Režnjevi zrelog ploda u obliku kapsule opremljeni su dugačkom bodljom, spiralno uvijenom u donjem dijelu. Plod je prekriven tvrdim dlačicama.

Stavite kap vode na stakalce i stavite suvo voće u njega. Donji dio, uvijen u spiralu, počinje da se odmotava, a plod, koji nema oslonac na staklu, čini rotacijske pokrete.

Nakon što se ost u potpunosti ispravi, voće prebacite na suvi dio čaše. Kako se suši, donji dio se ponovo uvija u spiralu i uzrokuje rotaciju ploda.

Izvedite vrijeme eksperimenta, upoređujući brzinu procesa odmotavanja i uvijanja spirale.

Mehanizam kretanja ploda rode je isti kao i ljuski četinarskih češera - razlika je u higroskopnosti ćelija osi.

Posmatranja kretanja ploda u kapi vode omogućavaju nam da shvatimo njegovo ponašanje u tlu. Kada plod padne na tlo, gornji kraj osjetke, savijen pod pravim uglom, prianja za okolne stabljike i ostaje nepomičan. Prilikom uvrtanja i odmotavanja spiralnog dijela, donji dio ploda sa sjemenom se uvija u zemlju. Povratak je blokiran tvrdim, povijenim dlačicama koje prekrivaju plod.

Da biste napravili primitivni higrometar, napravite rupu u komadu kartona ili dasci prekrivenoj bijelim papirom i u nju pričvrstite donji kraj ploda. Da biste kalibrirali uređaj, prvo ga osušite, zatim navlažite vodom i označite krajnji položaj. Uređaj je bolje postaviti na otvorenom, gdje su fluktuacije vlažnosti izraženije nego u zatvorenom prostoru.

Roda nije jedina biljka sposobna za samozakopavanje sjemena. Perjanica, divlji zob i lisičji rep imaju sličnu strukturu i mehanizam distribucije.

Plodovi različka (achenes sa čuperkom tvrdih čekinja) nisu sposobni za samozakopavanje. Kako vlažnost tla varira, čekinje se naizmjenično spuštaju i dižu, gurajući plod naprijed.

Vježbajte. Sakupite sjeme različka, lisičjeg repa, divlje zobi. Proučite njihovo ponašanje u vlažnom i suvom okruženju, uporedite sa rodom.

Tropisms

Najpametnije stvorenje prirode,

Uvek raste iz generacije u generaciju -

U zemlju sa svojim korenima, na nebu sa glavom...

V. Rozhdestvensky

Ovisno o strukturi organa i djelovanju faktora okoline, razlikuju se dvije vrste pokreta rasta: tropizmi i gadosti.

Tropizmi (od grčkog "tropos" - okret), tropski pokreti su pokreti organa radijalne simetrije (korijen, stabljika) pod utjecajem okolišnih faktora koji djeluju jednostrano na biljku. Takvi faktori mogu biti svjetlost (fototropizam), hemijski faktori (hemotropizam), djelovanje gravitacije (geotropizam), Zemljino magnetno polje (magnetotropizam) itd.

Ovi pokreti omogućavaju biljkama da postave lišće, korijenje i cvijeće u položaj koji je najpovoljniji za život.

45. Hidrotropizam korijena

Jedna od najzanimljivijih vrsta kretanja je kretanje korijena prema vodi (hidrotropizam). Kopnene biljke imaju stalnu potrebu za vodom, pa korijen uvijek raste u smjeru gdje je veći sadržaj vode. Hidrotropizam je prvenstveno svojstven korijenu viših biljaka. Također se opaža u rizoidima mahovine i izbojcima paprati. Za eksperiment vam je potrebno 10-20 izležanih sjemenki graška (lupin, ječam, raž), 2 Petrijeve zdjelice i malo plastelina.

Sa plastelinskom barijerom čvrsto pričvršćenom na dno, podijelite područje čaše na 2 jednaka dijela. Proklijale sjemenke stavite na pregradu, lagano ih utisnite u plastelin kako se sjemenke ne bi pomicale dok korijen raste. Korijenje treba biti usmjereno striktno duž barijere (slika 24).

Dijagram rasporeda sjemena pri proučavanju hidrotropizma korijena

Ove faze rada u kontrolnoj i eksperimentalnoj čaši su iste. Sada moramo stvoriti različite uslove vlaženja. U kontrolnoj čaši, vlažnost u levom i desnom delu treba da bude ista. U čašu za testiranje voda se sipa samo u jednu polovinu, a druga ostaje suva.

Pokrijte obje čaše poklopcima i stavite na toplo mjesto. Svakodnevno pratite položaj korijena. Kada njihova orijentacija postane jasno vidljiva, izbrojite broj sjemenki čiji je korijen pokazao pozitivan hidrotropizam (rast organa prema vodi).

Posmatranja kretanja korijena prema vodi jasno pokazuju da su tropizmi pokreti rasta. Korijen raste prema vodi, a ako biljci treba, korijen se savija.

Vježbajte. Koristeći gore opisanu eksperimentalnu shemu, provjerite sposobnost biljaka da prepoznaju ne samo vodu, već i otopine mineralnih soli koje su potrebne biljci, na primjer, 0,3% otopina kalijevog nitrata ili amonijevog nitrata.

46. ​​Utjecaj gravitacije na rast stabljike i korijena

Većina biljaka raste okomito. U ovom slučaju, glavnu ulogu igra ne njihov položaj u odnosu na površinu tla, već smjer Zemljinog radijusa. Zato na planinskim padinama biljke rastu pod bilo kojim uglom u odnosu na tlo, ali prema gore. Glavna stabljika ima negativan geotropizam - raste u smjeru suprotnom djelovanju gravitacije. Glavni korijen, naprotiv, ima pozitivan geotropizam.

Ponašanje bočnih izdanaka i korijena je najzanimljivije: za razliku od glavnog korijena i stabljike, oni mogu rasti horizontalno, posjedujući srednji geotropizam. Izbojci i korijeni drugog reda uopće ne percipiraju djelovanje gravitacije i sposobni su rasti u bilo kojem smjeru. Nejednaka percepcija od strane izdanaka i korijena različitog reda djelovanja sile gravitacije omogućava im da budu ravnomjerno raspoređeni u prostoru.

Da bi se potvrdila suprotna reakcija glavne stabljike i glavnog korijena na isti učinak gravitacije, može se izvesti sljedeći eksperiment.

Za eksperiment su vam potrebne klijale sjemenke suncokreta, staklene i pjenaste ploče 10x10 cm, filter papir, plastelin i čaša.

Stavite nekoliko slojeva navlaženog filter papira na pjenastu ploču. Na njega stavite proklijale sjemenke tako da njihovi oštri krajevi budu usmjereni prema dolje. Pričvrstite komade plastelina na uglove ploče. Stavite staklenu ploču na njih, lagano pritiskajući, kako biste sjeme fiksirali u željenom položaju. Umotajte u nekoliko slojeva navlaženog filter papira i stavite u uspravan položaj (oštri krajevi sjemenki okrenuti prema dolje) na toplo mjesto.

Kada korijeni dosegnu 1-1,5 cm, okrenite ploču za 90° tako da korijenje bude horizontalno.

Svakodnevno pratite stanje sadnica. Filter papir mora biti vlažan.

Izvršite mjerenje vremena eksperimenta i zabilježite vrijeme (u danima od početka eksperimenta) manifestacije geotropske krivine.

Eksperimentalni rezultati pokazuju da, bez obzira na položaj sadnice u prostoru, glavni korijen se uvijek savija prema dolje, a stabljika uvijek savija prema gore. Štaviše, odgovor aksijalnih organa na promjenu položaja u prostoru može se pojaviti prilično brzo (1-2 sata).

Geotropska osjetljivost biljaka je visoka, neke su u stanju uočiti odstupanje od vertikalnog položaja od 1°. Njegova manifestacija zavisi od kombinacije spoljašnjih i unutrašnjih uslova. Pod utjecajem niske temperature zraka negativan geotropizam stabljika može postati poprečan, što dovodi do njihovog horizontalnog rasta.

Kako stabljika ili korijen “osjeća” svoj položaj u prostoru? U korijenu, zona koja prima geotropsku stimulaciju nalazi se u korijenskoj kapici. Ako se ukloni, geotropska reakcija blijedi. U stablu, sile gravitacije se također opažaju vrhom.

Direktno savijanje korijena ili stabljike događa se ispod, u zoni gdje se ćelije rastežu. Istovremeno, pod uticajem istog faktora - sile gravitacije - povećava se rast ćelija na donjoj strani u horizontalno ležećem stablu, što dovodi do njenog savijanja prema gore, dok u korenu - rast ćelija na gornju stranu i savijanje prema dolje.

Vježbajte. Proučiti prirodu geotropskog odgovora stabljika različitih redova dikotiledone biljke. Da biste to učinili, uzgajajte sadnice, pokrijte površinu tla tako da se ne prolije i okrenite saksije. Promatrajte sve dok se ne pojave bočne stabljike prvog i drugog reda.

47. Utjecaj etilena na geotropski odgovor sadnica graška

Rast biljaka nije regulisan samo bioelektričnim signalima, već i hormonskim sistemom. Glavnu ulogu u regulaciji brzine rasta igra kvantitativni sadržaj hormona auksina i njegova interakcija s drugim hormonima, posebno apscizinskom kiselinom i etilenom.

Za razliku od auksina koji stimulira rast, apscizinska kiselina inhibira diobu stanica na donjoj strani organa. To uzrokuje usporavanje njegovog rasta, a korijen se počinje savijati prema središtu Zemlje.

Za eksperiment su vam potrebne zrele jabuke (izvor etilena), 2 staklena zvona, 2 posude klica graška.

Stavite staklene poklopce na postolje. Ispod njih postavite saksije sa 2-3 dana starim sadnicama graška. U eksperimentalnoj verziji stavite jabuke ispod haube. Stavite biljke u mrak.

Kako se etilen nakuplja u zraku, on počinje prodirati u sadnice graška. Nakon nekoliko dana uočljivi su poremećaji u normalnoj negativnoj geotropskoj reakciji izdanaka, oni počinju rasti horizontalno, pa čak i leći s visokom koncentracijom etilena u zraku.

Eksperimentalni rezultati ukazuju na regulatorne funkcije etilena u životu biljaka. Povećanje njegovog sadržaja u ćelijama dovodi do promjene brzine njihovog rasta.

Vježbajte. Proučite uticaj etilena na rast rasada paradajza.

Naravno, geotropska orijentacija biljnih organa u uslovima sredine koja se stalno menja ne može uvek ostati konstantna. Kako se pupoljci formiraju i otvaraju, orijentacija pedicela se mijenja, na primjer kod maka. Mlade grane smreke rastu pod oštrijim uglom od starijih.

Možete proučavati promjenu od negativnog geotropizma stabljika kikirikija do pozitivnog geotropizma uzgojem u zatvorenom prostoru. Nakon cvatnje, stabljika kikirikija, na kojoj se nalazi jajnik, produžava se, savija se prema tlu i ulazi dublje u nju. Dakle, cvijeće je iznad zemlje, a plodovi sazrijevaju u zemlji. Iako ovo ograničava sposobnost širenja vrste, zrelo sjeme je u idealnim uvjetima za klijanje.

Gregor Jan (Johann) Mendel 1822–1884

Gregor Jan (Johann) Mendel rođen je 22. jula 1822. godine u češkom selu Ninčice u porodici siromašnog seljaka. Sa jedanaest godina završio je mesnu školu, nakon čega je upisao Gimnaziju Opava. Mendel se od mladosti odlikovao izuzetnim matematičkim sposobnostima, zanimao se za život prirode i posmatrao baštensko cveće i pčele u bašti svog oca.

Godine 1840. upisao je Filozofski fakultet Univerziteta u Olomoucu, ali porodične nevolje i bolest spriječile su Mendela da završi školovanje. Godine 1843. zamonašio se i dobio novo ime u augustinskom samostanu u Brnu - Gregor.

Odmah nakon inicijacije, Mendel je počeo studirati teologiju i pohađati predavanja o poljoprivredi, uzgoju svile i vinogradarstvu. Počev od 1848. godine počeo je da predaje latinski, grčki, nemački i matematiku u gimnaziji u gradu Znojnu. Godine 1851–1853 Mendel je pohađao predavanja iz prirodnih nauka na Univerzitetu u Beču. Nekoliko godina kasnije, postao je iguman manastira i dobio je priliku da svoje čuvene eksperimente o hibridizaciji graška (1856–1863) izvodi u manastirskoj bašti. Mendel je bio prvi biolog koji je započeo sistematsko istraživanje nasljednih svojstava biljaka metodom hibridizacije.

Nakon sedam godina eksperimenata, Mendel je dokazao da svaka od 22 sorte graška zadržava svoja pojedinačna svojstva kada se ukrste. Istovremeno je precizno odredio svojstva po kojima treba razlikovati pojedine vrste graška.

Ukrštajući različite vrste i proučavajući njihova svojstva, Mendel je došao do zaključka da se neke karakteristike prenose direktno na potomstvo, nazvao ih je dominantnim svojstvima; ostale osobine koje se javljaju nakon jedne generacije su recesivne, tj. inferiorna svojstva. Istovremeno je ustanovio da pri ukrštanju dvije sorte nova generacija nasljeđuje karakteristične osobine roditeljskih oblika, a to se događa prema određenim pravilima.

Fenomene koje je Mendel uočio kasnije su testirali i potvrdili brojni botaničari i zoolozi. Bilo je važno osigurati da Mendelova pravila budu univerzalna. Prema ovim pravilima, nasljedne osobine se prenose na potomstvo ne samo kod biljaka, već i kod životinja, ne isključujući ljude. Sada je uobičajeno da se ova pravila nazivaju Mendelovim prvim zakonom ili zakonom segregacije. Ovaj zakon kaže: "Svojstva dva organizma, kada se ukrste, prenose se na potomstvo, iako neka od njih mogu biti skrivena. Ova svojstva se nužno pojavljuju u drugoj generaciji hibrida."

Urođene matematičke sposobnosti omogućile su Mendelu da da kvantitativne definicije fenomena nasljeđa i uopšti eksperimentalni materijal u kvantitativnom smislu. Svoja dugoročna zapažanja i zaključke iz njih prijavio je 8. februara i 8. marta 1865. Naučnom društvu prirodne istorije u Brnu, ali biolozi nisu razumjeli matematičke formule koje je Mendel dao u izvještaju.

U skladu sa tada postojećim običajima, Mendelov izvještaj je poslat u Beč, Rim, Sankt Peterburg, Upsalu, Krakov i druge gradove, ali se na njega niko nije obazirao. Mešavina matematike i botanike bila je u suprotnosti sa svim tadašnjim idejama. U to vrijeme vjerovalo se da su roditeljska svojstva pomiješana u potomstvu poput kafe s mlijekom.

Nauka o zakonima naslijeđa nazvana je "Mendelizam" u čast marljivog istraživača biljnog svijeta. Engleski biolog Vilijam Betson je 1906. ovu nauku nazvao genetikom.

Mendelova zasluga leži u činjenici da je bio u stanju da sebi postavi precizan naučni problem, odabere odličan biljni materijal za eksperimente i pojednostavi metodu posmatranja uzimajući u obzir mali broj pojedinačnih svojstava po kojima se proučavane vrste razlikuju jedna od druge, ne uzimajući u obzir sve druge sekundarne karakteristike. Osim toga, kao izvrstan matematičar, Mendel je rezultate svojih eksperimenata izrazio pomoću matematičkih formula.

Može se tvrditi da je Mendel postao osnivač nove grane biologije - genetike, iako on sam nije znao ništa o postojanju hromozoma i nosiocima nasljednih svojstava, koje je 1909. danski istraživač Johannsen nazvao geni.

Mendel je bio primljen u članstvo mnogih naučnih društava: meteoroloških, pomoloških, pčelarskih itd.

Mendel je umro 6. januara 1884. u gradu Starom Brnu. Od 4. do 7. avgusta 1965. godine, u znak sećanja na stotu godišnjicu objavljivanja Mendelovog rada, koji je postavio temelje genetici, održan je veliki kongres naučnika.

Kao simbolički amblem kongresa usvojen je crtež koji prikazuje cvijet graška i model strukture DNK čestice.

Radovi G. Mendela i njihov značaj
Čast da otkrije osnovne obrasce nasljeđivanja karaktera uočenih tokom hibridizacije pripada Gregoru (Johannu) Mendelu (1822–1884), istaknutom austrijskom prirodoslovcu, igumanu augustinskog samostana Sv. Tome u Brunnu (danas Brno)

Glavna zasluga G. Mendela je u tome što je za opisivanje prirode segregacije prvi koristio kvantitativne metode zasnovane na tačnom prebrojavanju velikog broja potomaka sa kontrastnim varijantama karaktera. G. Mendel je iznio i eksperimentalno potkrijepio hipotezu o nasljednom prijenosu diskretnih nasljednih faktora. U njegovim radovima, nastalim u periodu od 1856. do 1863. godine, otkrivene su osnove zakona naslijeđa. G. Mendel je rezultate svojih zapažanja izložio u brošuri “Ogledi na hibridima biljaka” (1865).

Mendel je ovako formulisao problem svog istraživanja. “Do sada,” napomenuo je u “Uvodnim napomenama” svog rada, “nije bilo moguće uspostaviti univerzalni zakon o formiranju i razvoju hibrida... Konačno rješenje ovog pitanja može se postići samo kada se detaljno razradi eksperimenti se izvode u najrazličitijim biljnim porodicama. Ko preispita rad u ovoj oblasti uvjeriće se da među brojnim eksperimentima niti jedan nije izveden u tolikom obimu i na način da bi se moglo utvrditi broj različitih oblika u kojima se pojavljuju potomci hibrida, te oblike pouzdano distribuirati među pojedinim generacijama i uspostaviti njihove međusobne brojčane odnose.”

Prvo na šta je Mendel obratio pažnju bio je izbor objekta. Za svoje istraživanje Mendel je odabrao pogodan objekt - čiste linije (sorte) graška ( Pisum sativum L.), koji se razlikuju po jednoj ili više karakteristika. Grašak kao modelni objekat za genetička istraživanja karakterišu sledeće karakteristike:

1. Ovo je rasprostranjena jednogodišnja biljka iz porodice mahunarki (Pataceae) sa relativno kratkim životnim ciklusom, čiji uzgoj ne izaziva poteškoće.

2. Grašak je strogi samooprašivač, što smanjuje vjerovatnoću unošenja neželjenog stranog polena. Cvjetovi graška su moljca (sa jedrom, veslima i čamcem); ujedno je struktura cvijeta graška takva da je tehnika ukrštanja biljaka relativno jednostavna.

3. Postoji mnogo sorti graška koje se razlikuju po jednoj, dvije, tri i četiri nasljedne osobine.

Možda najvažnija stvar u cijelom radu bilo je određivanje broja karakteristika po kojima treba razlikovati ukrštene biljke. Mendel je prvi shvatio da se samo počevši od najjednostavnijeg slučaja – razlika između roditelja na jednoj osnovi – i postepeno povećavajući složenost problema, može nadati da će se raspetljati splet činjenica. Stroga matematička priroda njegovog razmišljanja ovdje je otkrivena s posebnom snagom. Upravo je ovaj pristup postavljanju eksperimenata omogućio Mendelu da jasno planira dalju složenost početnih podataka. On ne samo da je precizno odredio na koju fazu rada treba nastaviti, već je i matematički striktno predvidio budući rezultat. U tom pogledu, Mendel je stajao iznad svih savremenih biologa koji su proučavali fenomene naslednosti već u 20. veku.

Opis Mendelovih eksperimenata.

Mendel je svoje eksperimente izvodio u samostanskom vrtu na maloj parceli od 35x7 m. U početku je naručio 34 sorte graška sa raznih sjemenskih farmi. Mendel je dvije godine sijao ove sorte u zasebne parcele i provjeravao da li dobivene sorte nisu začepljene i da li su zadržale nepromijenjene karakteristike u razmnožavanju bez ukrštanja. Nakon ove vrste provjere odabrao je 22 sorte za eksperimente.

Mendel je započeo s eksperimentima ukrštanja sorti graška koje su se razlikovale po jednom svojstvu (monohibridno ukrštanje). Za ove eksperimente koristio je sorte graška koje su se razlikovale po nizu karakteristika:

Pogledajmo neke od Mendelovih eksperimenata detaljnije.
Iskustvo 1 . Ukrštanje sorti koje se razlikuju po boji cvijeća.

Prva godina. Na dvije susjedne parcele uzgajane su dvije sorte graška koje se razlikuju po boji cvjetova: ljubičasti i bijeli cvjetovi. Tokom faze pupanja, Mendel je kastrirao neke od cvjetova na biljkama ljubičastih cvjetova: pažljivo je pocijepao čamac i uklonio svih 10 prašnika. Zatim je na kastrirani cvijet stavljen izolator (pergamentna cijev) kako bi se spriječilo slučajno unošenje polena. Nekoliko dana kasnije (u fazi cvjetanja), kada su tučki kastriranih cvjetova postali spremni za primanje polena, Mendel je napravio križ: uklonio je izolatore s kastriranih cvjetova sorte ljubičastih cvjetova i nanio polen sa cvjetova sorta s bijelim cvjetovima do stigmi njihovih tučaka; Nakon toga, ponovo su stavljeni izolatori na oprašeno cvijeće. Nakon zametanja plodova, izolatori su uklonjeni. Nakon što je sjeme sazrelo, Mendel ih je sakupio iz svake umjetno oprašene biljke u poseban spremnik.

Druga godina. Sljedeće godine Mendel je iz sakupljenog sjemena uzgajao hibridne biljke - hibride prve generacije. Sve ove biljke dale su ljubičaste cvjetove iako su matične biljke oprašene polenom sorte s bijelim cvjetovima. Mendel je ovim hibridima pružio mogućnost nekontrolisanog oprašivanja (samooprašivanje). Nakon što je sjeme sazrelo, Mendel ih je ponovo sakupio iz svake biljke u poseban spremnik.

Treća godina. Treće godine Mendel je iz sakupljenog sjemena uzgajao hibride druge generacije. Neke od ovih biljaka davale su samo ljubičaste cvjetove, a neke samo bijele, a bilo je otprilike 3 puta više biljaka ljubičastih cvjetova nego bijelih.
Iskustvo 2 . Ukrštanje sorti koje se razlikuju po boji kotiledona.

Posebnost ovog eksperimenta je u tome što je boja graška (sa prozirnim sjemenskim omotačem) određena bojom kotiledona, a kotiledoni su dio embrija - nove biljke koja se formira pod zaštitom matične biljke.

Prva godina. Na dvije susjedne parcele uzgajane su dvije sorte graška koje se razlikuju po boji kotiledona: žutosjemenkasti i zelenosjemenkasti. Mendel je kastrirao neke od cvjetova na biljkama uzgojenim iz žutih sjemenki, nakon čega je izolirao kastrirane cvjetove. U fazi cvjetanja, Mendel je napravio križ: nanosio je polen sa cvjetova biljaka uzgojenih iz zelenih sjemenki na žigme tučaka kastriranih cvjetova. Umjetno oprašeni cvjetovi davali su plodove samo sa žutim sjemenkama, uprkos činjenici da su matične biljke oprašene polenom sorte sa zelenim sjemenkama (još jednom naglašavamo da je boja ovih sjemenki određena bojom kotiledona embrija, koji su već hibridi prve generacije). Mendel je također sakupio dobiveno sjeme iz svake umjetno oprašene biljke u posebnu posudu.

Druga godina. Sljedeće godine Mendel je iz sakupljenog sjemena uzgajao hibridne biljke - hibride prve generacije. Kao iu prethodnom eksperimentu, ovim hibridima je omogućio nekontrolisano oprašivanje (samooprašivanje). Nakon što su plodovi sazreli, Mendel je otkrio da se u svakom zrnu nalaze i žuti i zeleni grašak. Mendel je izbrojao ukupan broj graška svake boje i otkrio da ima oko 3 puta više žutog graška nego zelenog.

Tako eksperimenti sa proučavanjem morfologije sjemena (boja njihovih kotiledona, oblik površine sjemena) omogućavaju postizanje rezultata već u drugoj godini.
Ukrštanjem biljaka koje su se razlikovale po drugim karakteristikama, Mendel je u svim eksperimentima bez izuzetka dobio slične rezultate: prva hibridna generacija je uvijek pokazivala osobinu samo jedne roditeljske sorte, a u drugoj generaciji uočen je omjer cijepanja 3:1.

Na osnovu svojih eksperimenata, Mendel je uveo koncept dominantnih i recesivnih osobina. Dominantne osobine prelaze u hibridne biljke potpuno nepromijenjene ili gotovo nepromijenjene, dok se recesivne osobine skrivaju tijekom hibridizacije. Napominjemo da su do sličnih zaključaka došli francuski prirodoslovci Sajret i Naudin, koji su radili s biljkama bundeve koje imaju dvodomne cvjetove. Međutim, najveća je zasluga Mendela što je prvi kvantificirao učestalost pojavljivanja recesivnih oblika među ukupnim brojem potomaka.

Da bi dalje analizirao nasljednu prirodu nastalih hibrida, Mendel je izvršio ukrštanje sorti koje su se razlikovale po dvije, tri ili više karakteristika, odnosno izvršio je dihibrid I trihibrid prelaz. Zatim je proučavao još nekoliko generacija hibrida ukrštenih jedni s drugima. Kao rezultat toga, sljedeće generalizacije od fundamentalnog značaja dobile su solidnu naučnu osnovu:

1. Fenomen nejednakosti nasljednih elementarnih karaktera (dominantnih i recesivnih), uočili Sajray i Naudin.

2. Fenomen cijepanja karakteristika hibridnih organizama kao rezultat njihovog naknadnog ukrštanja. Utvrđeni su kvantitativni obrasci cijepanja.

3. Detekcija ne samo kvantitativnih obrazaca cijepanja prema vanjskim, morfološkim karakteristikama, već i utvrđivanje odnosa dominantnih i recesivnih sklonosti među oblicima koji se izgledom ne razlikuju od dominantnih, ali su mješovite (heterozigotne) prirode. Mendel je potvrdio ispravnost posljednje pozicije, osim toga, po backcrossings hibridi prve generacije sa roditeljskim oblicima.

Tako se Mendel približio problemu odnosa između nasljednih sklonosti (nasljednih faktora) i njima određenih karakteristika organizma. Mendel je uveo koncept diskretne nasljedne sklonosti, neovisne u svojoj manifestaciji od drugih sklonosti . Ove sklonosti su koncentrisane, prema Mendelu, u rudimentarnim (jaje) i polenovim ćelijama (gamete). Svaka gameta nosi jedan depozit. Tokom oplodnje, gamete se spajaju i formiraju zigotu; Štoviše, ovisno o vrsti gameta, zigota koja nastaje iz njih će dobiti određene nasljedne sklonosti. Zbog rekombinacije sklonosti prilikom ukrštanja nastaju zigoti koji nose novu kombinaciju nagiba, što određuje razlike među jedinkama.