Gregor Mendel è considerato il padre della genetica moderna. Era un monaco austriaco che lavorò con le piante di pisello per spiegare come i bambini ereditano le caratteristiche dai loro genitori. Il suo lavoro è diventato il fondamento della comprensione dell'ereditarietà da parte degli scienziati ed è ampiamente considerato un pioniere nel campo della genetica.
Piante di pisello e genetica mendeliana
Nei famosi esperimenti sulle piante di piselli, Mendel impollinava deliberatamente piante di piselli con caratteristiche ovviamente diverse per scoprire alcune cose importanti su come i discendenti ereditano i tratti dai loro genitori.
Gli esperimenti
Mendel misurò sette caratteristiche specifiche delle piante di pisello:
- Seme maturo liscio o rugoso
- Albume di semi giallo o verde
- Fiore viola o bianco
- Baccello maturo gonfiato o ristretto
- Baccelli acerbi verdi o gialli
- Posizione assiale o terminale dei fiori
- Stelo alto o nano
Cosa ha scoperto
Tra il 1856 e il 1863 Mendel fece esperimenti sulla specie Pisum sativum, o pianta di pisello. I suoi esperimenti lo hanno portato a fare tre generalizzazioni:
- I figli acquisiscono un fattore ereditario da ciascun genitore. Questa è conosciuta come la legge della segregazione.
- Tratti diversi hanno pari opportunità di manifestarsi insieme. Questa è conosciuta come la legge dell'assortimento indipendente e gli scienziati di oggi ritengono che sia in gran parte imprecisa. Alcuni geni sono infatti collegati tra loro e compaiono più spesso insieme.
- La prole erediterà il tratto dominante e potrà ereditare il tratto recessivo solo se eredita entrambi i fattori recessivi. Questa è conosciuta come la legge della dominanza.
La maggior parte degli scienziati del suo tempo rifiutavano il lavoro di Mendel. Non fu ampiamente accettato fino a dopo la sua morte. Durante la sua vita, la maggior parte degli scienziati credeva che la prole ereditasse i tratti attraverso la fusione, cioè che la prole ereditasse una "media" dei tratti dei genitori.
Dimostrazione della genetica mendeliana
Si dice che Mendel abbia testato oltre 28.000 piante per giungere alla sua conclusione. Anche se probabilmente non è realistico ricreare lo scopo del suo progetto, puoi studiare la genetica usando le piante.
Chi è il Padre?
Who's the Father è un esperimento in cui gli studenti sperimenteranno sulle piante per prevedere tratti osservabili. Puoi ricreare l'esperimento utilizzando le Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa), progettate appositamente per consentire agli studenti di utilizzarle per studiare la genetica. Crescono anche più velocemente: un ciclo di vita completo richiede 28-30 giorni. Il completamento di questo esperimento richiederà circa sei settimane di osservazioni giornaliere. È più adatto agli studenti più grandi delle scuole medie o superiori che studiano genetica.
Materiali
- Semi Wisconsin Fast Plants®, stelo non viola, senza peli (confezione da 200)
- Semi Wisconsin Fast Plants®, foglia giallo-verde (confezione da 200)
- Semi Wisconsin Fast Plants®, stelo non viola, foglia giallo-verde (confezione da 200)
- Mix per invasatura
- Concime in pellet a lenta cessione
- Sistema di illuminazione fluorescente fatto in casa o acquistato
- Sistema di coltivazione fatto in casa (in alternativa, è possibile acquistare un sistema di irrigazione)
- Etichette per piante
- Puntate e pareggi
- Q-tips o bastoncini per api (ne te ne servono solo alcuni)
Istruzioni
- Costruisci prima i tuoi sistemi di illuminazione e irrigazione. Wisconsin Fast Plants® necessita di luce fluorescente continua e di una fornitura continua di fertilizzante e acqua. Puoi crearne versioni fatte in casa oppure acquistare kit prefabbricati tramite Carolina Biological. Entrambe le opzioni sono collegate sopra nell'elenco dei materiali.
- Pianta i semi (non è necessario usarli tutti) secondo le istruzioni di coltivazione. Ti consigliamo di iniziare piantando i semi delle foglie non viola, giallo-verdi (questo verrà chiamato discendente di prima generazione, o O1). Pianta anche il gambo non viola, i semi glabri. (Questi semi sono i semi madri, indicati come P1). Assicurati di etichettare quale è quale!
- In circa quattro-sette giorni, le tue piante dovrebbero crescere. Osserva i colori dello stelo e delle foglie di entrambi i gruppi di piante e registra le tue osservazioni sul tuo quaderno di laboratorio. Il modo migliore per quantificare le tue osservazioni è contare i fenotipi (contare il numero di piante che hanno steli non viola, il numero di piante che hanno foglie giallo-verdi, ecc.)
- Elimina le piante madri, ma mantieni le piante figlie.
- Scrivi un'ipotesi su come le piante figlie hanno ereditato i loro tratti genetici osservabili. Ad esempio, se osservi che la maggior parte delle tue piante figlie hanno steli non viola ma foglie gialle, puoi assegnarle come tratti dominanti. Se osservi che alcune delle tue piante figlie hanno steli viola e foglie verdi, potresti supporre che si tratti di tratti recessivi. Sulla base delle tue osservazioni, crea un'ipotesi verificabile. Ti consigliamo di provare a indovinare il colore dello stelo e delle foglie della pianta madre in base alla tua ipotesi.
- Interra le piante usando un bastoncino per api o un cotton fioc. Per fare ciò, scambia delicatamente il bastoncino dell'ape su una pianta, assicurandoti che la pianta abbia il polline e poi condividilo con un' altra pianta. Fallo più volte per assicurarti che ogni pianta riceva polline da molte altre piante, con tratti osservabili simili e diversi. Fallo una volta al giorno per tre giorni.
- Trascorsi i tre giorni, taglia tutti i boccioli dei fiori che non sono stati impollinati.
- Smetti di annaffiare le piante e lasciale seccare.
- Raccogli i semi e ripiantali, riavviando essenzialmente il processo. Questi semi sono la seconda generazione di discendenti, o O2.
- Fai osservazioni sul colore dello stelo e delle foglie della prossima generazione di piante. Pensi che la tua ipotesi fosse corretta?
- Pianta i semi delle foglie giallo-verdi. Questi saranno conosciuti come il 'padre' o P2.
- Dopo alcuni giorni, osserva i colori del fusto e delle foglie delle piante P2. Le tue osservazioni supportano la tua ipotesi?
Direzioni video
Questo video mostra come eseguire laboratori di genetica e ti aiuterà ad affrontare la procedura per studiare la genetica delle tue piante.
Laboratori online
Vale la pena notare che se coltivare piselli e realizzare apparecchi fatti in casa sono un po' più di quanto ti aspettavi, ci sono alcuni fantastici laboratori interattivi online.
Piselli di Mendel
Questo laboratorio online è una replica degli esperimenti sui piselli di Mendel. Il laboratorio ha un menu pratico in modo da poter effettivamente esplorare il laboratorio prima di fare qualsiasi cosa. Il laboratorio ti guida attraverso varie fasi, tra cui la semina dei piselli, l'osservazione delle loro caratteristiche e l'impollinazione incrociata delle prime piante che hai coltivato. Questo è esattamente ciò che ha fatto Mendel in modo che gli studenti possano farsi un'idea del noioso processo che ha attraversato per arrivare alle sue osservazioni.
Zuppa di piselli
Anche se graficamente non è così entusiasmante, la zuppa di piselli è un' altra opzione online che aiuta gli studenti a osservare due tratti nelle piante di piselli. Per iniziare, fai clic sul pulsante "Inizia esperimento". Quindi vieni portato a una pagina in cui puoi scegliere di 'accoppiare' due piselli diversi. I loro genotipi sono scritti per te. Quindi la pagina ti mostrerà tutte le opzioni disponibili per i "genitori" che hai selezionato. La pagina si muove velocemente e potresti perderla se non scrivi tutto.
STAR Genetics del MIT
Il laboratorio STAR Genetics del MIT è una sorta di "gioco" scaricabile in cui gli studenti possono mescolare e abbinare genotipi di una varietà di specie tra cui piante di pisello, moscerini della frutta e persino mucche. Il programma è più adatto agli studenti delle scuole superiori che hanno una conoscenza approfondita della biologia.
La genetica è divertente
Che tu studi le piante di pisello o i moscerini della frutta, o semplicemente torni a casa e osservi i tratti dei tuoi genitori e cerchi di capire come hai ottenuto i tuoi, studiare la genetica può essere molto divertente. Anche se la genetica moderna identifica alcune cose in cui Mendel ha sbagliato, le sue teorie si applicano ancora laddove i tratti non sono collegati o influenzati da altri fattori.
