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8.1: Experimentos de Mendel - Biología

8.1: Experimentos de Mendel - Biología



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Johann Gregor Mendel (1822–1884) (Figura 8.1.1) fue un aprendiz de por vida, maestro, científico y hombre de fe. En 1866, publicó su trabajo, Experimentos de hibridación de plantas,1 en las actas de la Sociedad de Historia Natural de Brünn.

El trabajo de Mendel pasó prácticamente desapercibido para la comunidad científica, que creía incorrectamente que el proceso de herencia implicaba una combinación de rasgos parentales que producían una apariencia física intermedia en la descendencia. Este proceso hipotético parecía correcto debido a lo que ahora conocemos como variación continua. La variación continua es el rango de pequeñas diferencias que vemos entre los individuos en una característica como la altura humana. Parece que la descendencia es una "mezcla" de los rasgos de sus padres cuando observamos las características que exhiben una variación continua. En cambio, Mendel trabajó con rasgos que muestran una variación discontinua. La variación discontinua es la variación que se observa entre los individuos cuando cada individuo muestra uno de dos, o muy pocos, rasgos fácilmente distinguibles, como flores violetas o blancas. La elección de Mendel de este tipo de rasgos le permitió ver experimentalmente que los rasgos no se mezclaron en la descendencia como se hubiera esperado en ese momento, sino que se heredaron como rasgos distintos. En 1868, Mendel se convirtió en abad del monasterio e intercambió sus actividades científicas por sus deberes pastorales. No fue reconocido por sus extraordinarias contribuciones científicas durante su vida; de hecho, no fue hasta 1900 que su trabajo fue redescubierto, reproducido y revitalizado por científicos a punto de descubrir la base cromosómica de la herencia.

Cruces de Mendel

El trabajo fundamental de Mendel se logró utilizando el guisante de jardín, Pisum sativum, para estudiar herencia. Esta especie se autofecunda de forma natural, lo que significa que el polen se encuentra con los óvulos dentro de la misma flor. Los pétalos de las flores permanecen sellados herméticamente hasta que se completa la polinización para evitar la polinización de otras plantas. El resultado son plantas de guisantes altamente endogámicas o “auténticas”. Estas son plantas que siempre producen descendencia que se parece al padre. Al experimentar con plantas de guisantes de reproducción real, Mendel evitó la aparición de rasgos inesperados en la descendencia que podrían ocurrir si las plantas no fueran de reproducción real. El guisante de jardín también alcanza la madurez en una temporada, lo que significa que se podrían evaluar varias generaciones en un período de tiempo relativamente corto. Finalmente, se pudieron cultivar grandes cantidades de guisantes de jardín simultáneamente, lo que permitió a Mendel concluir que sus resultados no se produjeron simplemente por casualidad.

Mendel realizó hibridaciones, que implican el apareamiento de dos individuos de verdadera reproducción que tienen diferentes rasgos. En el guisante, que se autopoliniza naturalmente, esto se hace transfiriendo manualmente el polen de la antera de una planta de guisantes madura de una variedad al estigma de una planta de guisantes madura separada de la segunda variedad.

Las plantas utilizadas en los cruces de primera generación se denominaron plantas P, o generación parental (Figura 8.1.2). Mendel recogió las semillas producidas por las plantas P que resultaron de cada cruce y las cultivó la temporada siguiente. Estos descendientes fueron llamados F1, o la primera generación filial (filial = hija o hijo). Una vez que Mendel examinó las características de la F1 generación de plantas, les permitió autofertilizarse de forma natural. Luego recogió y cultivó las semillas de la F1 plantas para producir la F2, o segunda generación filial. Los experimentos de Mendel se extendieron más allá de la F2 generación a la F3 generación, F4 generación, y así sucesivamente, pero era la relación de características en el P, F1y F2 generaciones que fueron las más intrigantes y se convirtieron en la base de los postulados de Mendel.

Las características de los guisantes de jardín revelaron los conceptos básicos de la herencia

En su publicación de 1865, Mendel informó los resultados de sus cruces que implican siete características diferentes, cada una con dos rasgos contrastantes. Un rasgo se define como una variación en la apariencia física de una característica hereditaria. Las características incluyeron la altura de la planta, la textura de la semilla, el color de la semilla, el color de la flor, el tamaño de la vaina, el color de la vaina y la posición de la flor. Para la característica del color de la flor, por ejemplo, los dos rasgos contrastantes fueron el blanco versus el violeta. Para examinar completamente cada característica, Mendel generó un gran número de F1 y F2plantas y los resultados informados de miles de F2 plantas.

¿Qué resultados encontró Mendel en sus cruces para el color de las flores? Primero, Mendel confirmó que estaba usando plantas que se reproducían con certeza para el color de la flor blanca o violeta. Independientemente del número de generaciones que examinó Mendel, todos los descendientes autotransportados de padres con flores blancas tenían flores blancas, y todos los descendientes autotransportados de padres con flores violetas tenían flores violetas. Además, Mendel confirmó que, además del color de la flor, las plantas de guisantes eran físicamente idénticas. Esta fue una verificación importante para asegurarse de que las dos variedades de plantas de guisantes solo difirieran con respecto a un rasgo, el color de la flor.

Una vez que se completaron estas validaciones, Mendel aplicó el polen de una planta con flores violetas al estigma de una planta con flores blancas. Después de recolectar y sembrar las semillas que resultaron de este cruce, Mendel encontró que el 100 por ciento de la F1 la generación híbrida tenía flores violetas. La sabiduría convencional en ese momento habría predicho que las flores híbridas serían de color violeta pálido o que las plantas híbridas tendrían el mismo número de flores blancas y violetas. En otras palabras, se esperaba que los rasgos parentales contrastantes se mezclaran en la descendencia. En cambio, los resultados de Mendel demostraron que el rasgo de la flor blanca había desaparecido por completo en la F1 Generacion.

Es importante destacar que Mendel no detuvo allí su experimentación. Permitió que la F1 plantas para autofertilizarse y encontró que 705 plantas en el F2 La generación tenía flores violetas y la 224 tenía flores blancas. Esta fue una proporción de 3,15 flores violetas por flor blanca, o aproximadamente 3: 1. Cuando Mendel transfirió el polen de una planta con flores violetas al estigma de una planta con flores blancas y viceversa, obtuvo aproximadamente la misma proporción independientemente de qué padre, masculino o femenino, contribuyó a qué rasgo. Esto se llama cruz recíproca, una cruz emparejada en la que los rasgos respectivos del hombre y la mujer en una cruz se convierten en los rasgos respectivos de la mujer y el hombre en la otra cruz. Para las otras seis características que examinó Mendel, la F1 y F2las generaciones se comportaron de la misma manera que se comportaron con el color de las flores. Uno de los dos rasgos desaparecería por completo de la F1 generación, solo para reaparecer en la F2 generación en una proporción de aproximadamente 3: 1 (Figura 8.1.3).

Al compilar sus resultados para muchos miles de plantas, Mendel concluyó que las características podrían dividirse en rasgos expresados ​​y latentes. Llamó a estos rasgos dominantes y recesivos, respectivamente. Los rasgos dominantes son aquellos que se heredan sin cambios en una hibridación. Los rasgos recesivos se vuelven latentes o desaparecen en la descendencia de una hibridación. Sin embargo, el rasgo recesivo reaparece en la progenie de la descendencia híbrida. Un ejemplo de un rasgo dominante es el rasgo de la flor de color violeta. Por esta misma característica (color de la flor), las flores de color blanco son un rasgo recesivo. El hecho de que el rasgo recesivo reapareciera en la F2generación significó que los rasgos permanecieron separados (y no se mezclaron) en las plantas de la F1 Generacion. Mendel propuso que esto se debía a que las plantas poseían dos copias del rasgo para la característica del color de la flor, y que cada padre transmitía una de sus dos copias a su descendencia, donde se juntaban. Además, la observación física de un rasgo dominante podría significar que la composición genética del organismo incluye dos versiones dominantes de la característica, o que incluye una versión dominante y una recesiva. Por el contrario, la observación de un rasgo recesivo significaba que el organismo carecía de versiones dominantes de esta característica.

CONCEPTO EN ACCIÓN

Para una excelente revisión de los experimentos de Mendel y para realizar sus propios cruces e identificar patrones de herencia, visite el laboratorio web de Mendel's Peas.

Resumen de la sección

Trabajando con plantas de guisantes de jardín, Mendel descubrió que los cruces entre padres que diferían en un rasgo producían F1 descendencia que todos expresaban los rasgos de uno de los padres. Los rasgos que eran visibles en la F1 generación se conocen como dominantes, y los rasgos que desaparecen en la F1 La generación se describe como recesiva. Cuando la F1plantas en el experimento de Mendel se autocruzaron, el F2 la descendencia exhibió el rasgo dominante o el rasgo recesivo en una proporción de 3: 1, lo que confirma que el rasgo recesivo se había transmitido fielmente del padre P original. Los cruces recíprocos generaron F idénticos1 y F2 proporciones de descendencia. Al examinar los tamaños de las muestras, Mendel mostró que los rasgos se heredaban como eventos independientes.

Opción multiple

Imagine que está realizando un cruce que involucra el color de la semilla en plantas de guisantes de jardín. ¿Qué rasgos esperaría observar en la F1 descendencia si cruza padres auténticos con semillas verdes y semillas amarillas? El color amarillo de la semilla es dominante sobre el verde.

A. solo semillas de color verde amarillento
B. solo semillas amarillas
C. 1: 1 semillas amarillas: semillas verdes
D. 1: 3 semillas verdes: semillas amarillas

B

Imagine que está realizando un cruce que involucra la textura de las semillas en plantas de guisantes de jardín. Cruzas padres redondos y arrugados de verdadera crianza para obtener F1 descendencia. ¿Cuál de los siguientes resultados experimentales en términos de número de plantas se acerca más a lo que espera en la F2 ¿progenie?

A. 810 semillas redondas
B. 810 semillas arrugadas
C. 405: 395 semillas redondas: semillas arrugadas
D. 610: 190 semillas redondas: semillas arrugadas

D

Respuesta libre

Describa una de las razones por las que el guisante de jardín es una excelente elección de sistema modelo para estudiar la herencia.

El guisante de jardín tiene flores que se cierran herméticamente durante la autopolinización. Esto ayuda a prevenir fertilizaciones accidentales o no intencionales que podrían haber disminuido la precisión de los datos de Mendel.

Notas al pie

  1. 1 Johann Gregor Mendel, “Versuche über Pflanzenhybriden”. Verhandlungen des naturforschenden Vereines en Brünn, Bd. IV für das Jahr, 1865 Abhandlungen (1866): 3-47. [para traducción al inglés, consulte www.mendelweb.org/Mendel.plain.html]

Glosario

variación continua
una variación en una característica en la que los individuos muestran una variedad de rasgos con pequeñas diferencias entre ellos
variación discontinua
una variación en una característica en la que los individuos muestran dos, o unos pocos, rasgos con grandes diferencias entre ellos
dominante
describe un rasgo que enmascara la expresión de otro rasgo cuando ambas versiones del gen están presentes en un individuo
F1
la primera generación filial en una cruz; la descendencia de la generación paterna
F2
la segunda generación filial producida cuando F1 los individuos se autocruzan o fertilizan entre sí
hibridación
el proceso de apareamiento de dos individuos que se diferencian, con el objetivo de lograr una determinada característica en su descendencia
sistema modelo
una especie o sistema biológico que se utiliza para estudiar un fenómeno biológico específico para obtener una comprensión que se aplicará a otras especies
PAG
la generación de los padres en una cruz
recesivo
describe un rasgo cuya expresión está enmascarada por otro rasgo cuando los alelos de ambos rasgos están presentes en un individuo
cruz recíproca
una cruz emparejada en la que los rasgos respectivos del hombre y la mujer en una cruz se convierten en los rasgos respectivos de la mujer y el hombre en la otra cruz
rasgo
una variación en una característica heredada

Experimentos de Mendel & # 8217s sobre la herencia | Botánica

Combinando el arte de la experimentación cuidadosa, fundada en concepciones claras de lo que quería hacer, con la capacidad de análisis profundo de los resultados, Mendel logró descubrir esas leyes naturales que han dado a conocer su nombre en todo el mundo.

Los experimentos que realizó Mendel en el jardín del monasterio de Brunn son básicos para la ciencia de la genética.

Sin embargo, eligió Pisum sativum (guisante de jardín) como material para su experimento clásico por varias razones:

1. La planta tiene un ciclo de vida anual y corto y ayuda a estudiar varias generaciones en un período muy corto.

2. La planta consiste en una flor bisexual (hermafrodita), se puede autopolinizar.

3. Las plantas son homocigotas debido a la autopolinización. Es fácil obtener una línea pura durante varias generaciones.

4. En cada cromosoma de la planta de guisantes se encuentran siete pares de caracteres contrastantes claramente visibles.

5. Aunque la autopolinización tiene lugar, la polinización artificial puede realizarse mediante un proceso de emasculación para producir plantas híbridas.

En total, Mendel recolectó 34 variedades de guisantes, de los cuales seleccionó 22 para futuras investigaciones. En estas variedades, observó varios caracteres contrastantes, como ciertas variedades eran altas y otras enanas, algunas tenían una capa de semilla amarilla mientras que otras tenían una capa de semilla verde, y así sucesivamente.

Mendel seleccionó los siguientes siete personajes para su estudio:

1. Forma de semilla suave en contraposición a la forma de semilla arrugada.

2. Forma de semilla amarilla, en contraposición a la forma de semilla verde.

3. Cotiledones verdes frente a cotiledones amarillos.

4. Vaina dura frente a vaina blanda.

5. Vaina verde frente a vaina amarilla.

6. Flores axiales frente a flores colocadas terminalmente.

7. Plantas altas frente a plantas enanas.

Mendel se refirió a los caracteres contrastantes como & # 8220 caracteres diferenciadores & # 8221. La técnica de experimentos de Mendel & # 8217 era cruzar dos plantas que se diferenciaban en uno de los caracteres contrastantes mencionados. Se plantaron las semillas y la primera generación (F1 generación) plantas cuidadosamente observadas. A continuación, las plantas híbridas se autofecundaron y las características de su progenie (es decir, F2 generación) cuidadosamente clasificados y contados. La F2 Luego, las plantas fueron sometidas una vez más a la autofertilización, y F3 generación obtenida.

Los famosos experimentos de Mendel con guisantes se informaron en un artículo titulado & # 8220 Experimentos en hibridación de plantas & # 8221 en las Actas de la Sociedad de Historia Natural (Discusión IV, 1865), en Brunn. Durante 35 años, estas páginas, ahora celebradas como un modelo de informes concentrados de experimentos y análisis agudo, permanecieron en la oscuridad.

El tiempo, años antes del descubrimiento del mecanismo de la división celular, los cromosomas y el proceso real de fertilización, aún no estaba maduro para el artículo en el que se anticipaba en silencio la esencia de estos descubrimientos posteriores.

No fue sino hasta 1900, mucho después de la muerte de Mendel, cuando Correns en Alemania, De Vries en Holanda y Tschermak en Austria redescubrieron su ley, y el trabajo original de Mendel llamó la atención mundial. La importancia fundamental del & # 8220Mendelismo & # 8221 fue rápidamente reconocida.

Sobre la base de sus experimentos cuidadosamente realizados, Mendel extrajo las siguientes conclusiones sobre el mecanismo de Heredity:

1. Señaló que las características aparecen en dos formas alternativas, como semilla lisa o semilla arrugada. (Ahora llamamos a estos & # 8220 caracteres diferenciadores & # 8221 como alelomorfos o alelos).

2. Que cada rasgo en un organismo fue determinado por un solo par de unidades hereditarias. Mendel usó las letras A, a, B, b, etc., para representarlos (ahora estas unidades de herencia se conocen como genes).

3. Que un miembro de cada par contrastante, el dominante, suprima completamente el rasgo recesivo del otro en una cruz.

4. Que las parejas de unidades hereditarias que se dan juntas en un híbrido, se separen durante la formación de las células reproductoras, sin que de ninguna manera se contaminen por su asociación previa con sus contrarios. Como resultado, cada célula reproductora tiene solo una unidad hereditaria para cada rasgo.

5. Que en cada generación se produce una recombinación de las unidades hereditarias que porta la célula reproductora. La combinación de estas unidades del progenitor masculino y del progenitor femenino depende puramente del azar y, por tanto, cuando hay muchas crías, se produce toda combinación posible de rasgos.

Las ideas mencionadas de Mendel sobre el mecanismo de la herencia se expresaron en forma de cuatro postulados:

1. Principio de factores emparejados (Postulado 1)

2. Principio de dominancia (postulado 2)

3. Ley de Segregación (Postulado 3 o 1ª Ley de Herencia)

4. Ley de surtido independiente (Postulado 4 o Ley de herencia 2)

Razones del éxito de Mendel:

Mendel se destaca de todos sus contemporáneos por la claridad de su comprensión de estos requisitos experimentales esenciales.

Además de la gran labor, el trabajo metódico y la evaluación intelectual de los datos experimentales, se pueden enumerar las siguientes razones para explicar este gran éxito:

1. Elección afortunada de material:

La idoneidad de Pisum sativum como material para experimentos de hibridación ya se ha dicho anteriormente.

2. Estudio de los personajes de la unidad:

Mendel pensaba que los organismos están compuestos por una serie de caracteres controlados por factores y que podría estudiarse la herencia de cualquier factor en particular. Debido al estudio del carácter de la unidad, Mendel evitó automáticamente varias complicaciones de vinculación, etc., que definitivamente habrían perturbado sus resultados. El objeto de sus experimentos fue observar las variaciones en el caso de cada par de caracteres diferenciadores y deducir la ley según la cual aparecen en generaciones sucesivas.

3. Selección de plantas sanas:

Mendel solo eligió plantas sanas para sus experimentos con el fin de evitar cualquier posibilidad de incertidumbre en los resultados.

4. Cruces recíprocos:

En los cruces recíprocos, la variedad que sirvió como parental femenina en el experimento se utilizó como parental masculino.

En cada caso se mantuvieron plantas de control.

6. Introducción a las matemáticas:

La introducción de las matemáticas en la genética ayudó mucho a Mendel a postular leyes de herencia definidas sobre bases sólidas.

7. Mantenimiento de registros genealógicos:

El registro de todas las observaciones y recuentos de la progenie se mantuvo adecuadamente, lo que ayudó a Mendel a interpretar los resultados de manera más satisfactoria.


La enciclopedia del proyecto Embryo

A mediados del siglo XIX, Johann Gregor Mendel experimentó con plantas de guisantes para desarrollar una teoría de la herencia. En 1843, mientras un monje de la Abadía de San Agustín de Santo Tomás en Brünn, Austria, ahora Brno, República Checa, Mendel examinó la apariencia física de las plantas de guisantes de la abadía ( Pisum sativum) y notó inconsistencias entre lo que vio y lo que predijo la teoría de la herencia combinada, un modelo primario de herencia en ese momento. Con sus experimentos, que relató en “Versuche über Pflanzenhybriden” (“Experimentos de hibridación de plantas”) en 1865, Mendel desacreditó la teoría de la mezcla de la herencia, y a partir de ellos propuso leyes para los patrones de herencia. A pesar de que el trabajo de Mendel no definió todos los aspectos de la herencia, sus ideas y leyes contribuyeron a conceptos posteriores de rasgos, específicamente que la descendencia hereda rasgos de sus padres a través de los genes, que una descendencia tiene al menos dos factores genéticos para cualquier rasgo cualitativo dado. y que la descendencia hereda los factores genéticos en igual proporción de ambos padres.

En 1856, Mendel notó que las plantas de la misma especie tenían diferentes apariencias físicas, incluidos colores, alturas y formas de semillas. En ese momento, muchos biólogos sostenían que toda la descendencia era una mezcla de rasgos parentales que nunca podrían volver a separarse en los rasgos parentales originales. En consecuencia, todos los rasgos eventualmente se mezclarían y darían como resultado una fusión homogénea de los personajes paternos. Esta idea de una herencia combinada entraba en conflicto con lo que Mendel notó en muchas de las plantas de la abadía. Mendel investigó estos fenómenos acoplando experimentalmente plantas de guisantes y observando los resultados.

Mendel encontró una serie de beneficios al usar la planta de guisantes para sus experimentos sobre la herencia. Específicamente, el Pisum sativum La planta se reproduce y madura rápidamente, tiene rasgos físicos fácilmente observables y se puede fertilizar artificialmente con facilidad. Mientras Mendel buscaba rastrear la herencia de las características físicas a través de generaciones, necesitaba fertilizar plantas de una generación con otras de la misma generación. Con fertilización controlada, Mendel crió generaciones de plantas de guisantes con la confianza de que había poca o ninguna contaminación de plantas de otras generaciones. Mendel logró el apareamiento quitando el órgano reproductor de una flor (pistón) de una planta y polinizando otra planta de su elección. Repitió sus pruebas con miles de plantas en un tiempo relativamente corto.

Mendel usó plantas de guisantes que, dentro de un linaje, mostraban solo una característica física, como un color de vaina específico o una forma de semilla específica, durante muchas generaciones. Luego cruzó esas plantas con las de un linaje diferente que habían mostrado una característica física diferente durante muchas generaciones. Eligió cruzar plantas de guisantes con siete características diferentes: altura de la planta (alta frente a baja), color de la semilla (verde frente a amarillo), forma de la semilla (lisa frente a arrugada), color de la capa de la semilla (gris frente a blanco), vaina forma (completa versus estrecha), color de la vaina (verde versus amarilla) y distribución de la flor (a lo largo del tallo versus al final del tallo). Mendel examinó la primera generación de descendientes, observó las apariencias físicas y luego cruzó plantas dentro de la primera generación para producir una segunda generación de descendientes. Al examinar cada característica a lo largo de las generaciones de descendientes, Mendel concluyó que los individuos en generaciones sucesivas mostraban las características originales de sus padres.

Mendel notó que solo una de las características para cada categoría se mostraba por descendencia. Por ejemplo, las plantas de guisantes exhibían semillas verdes o amarillas, pero no ambos colores dentro de la misma planta o colores de semillas que mezclaban amarillo y verde. En la primera generación de híbridos, el rasgo resultante siempre reflejaba a uno de los padres. Estos resultados desacreditaron la teoría de la combinación entre rasgos parentales, ya que la descendencia de una planta de guisantes alta y una planta de guisantes cortos no produjo una planta de guisantes mediana, sino solo plantas de guisantes altas.

De 1856 a 1863, Mendel continuó sus experimentos y observó que el rasgo del padre que faltaba en un organismo de la primera generación reaparecía en los organismos de la segunda generación. Además, la proporción de estos rasgos dentro de la segunda generación ocurrió aproximadamente en una proporción de 3: 1, de modo que de cada cuatro descendientes, aproximadamente tres poseían el rasgo físico de uno de los padres y uno mostraba el rasgo físico del otro padre. El rasgo que aparecía con mayor frecuencia Mendel lo llamaba rasgo dominante, y al otro lo llamaba recesivo. A través de sus experimentos, Mendel determinó que los rasgos dominantes en las plantas de guisantes son: altura de la planta alta, color amarillo de la semilla, forma suave de la semilla, color gris de la cubierta de la semilla, forma de la vaina completa, color verde de la vaina y distribución de las flores a lo largo del tallo.

Mendel volvió a probar su experimento de 1856 a 1863 en casi 30.000 plantas para verificar sus resultados. Propuso que los factores (más tarde llamados genes) determinan la aparición de una característica y que para cada carácter físico, un factor tiene dos formas contribuyentes (más tarde llamadas alelos). Además, un organismo hereda una forma de su madre y una forma de su padre. Si, dentro de un factor, las formas son diferentes, por ejemplo, un color de semilla verde se forma a través de la madre y un color de semilla amarillo se forma a través del padre, entonces uno es dominante y determina la apariencia física de un rasgo en una descendencia, mientras que el otro es recesivo y no influye en el carácter físico. Mendel formuló una teoría de la herencia de partículas en torno a esta teoría de que los rasgos recesivos, aunque no siempre se expresan físicamente en la descendencia de una generación, pueden reaparecer en la descendencia de las generaciones posteriores. Mendel postuló dos leyes para explicar los resultados que había obtenido.

La ley de la segregación establece que durante la formación de las células sexuales, cada célula sexual recibirá un factor de un par de factores. La ley del surtido independiente afirma que cuando cada una de estas células sexuales recibe un factor, los miembros de cada par se separan en células sexuales independientemente entre sí.

Pocas personas notaron los experimentos de Mendel durante la mayor parte del siglo XIX, incluso después de la publicación de "Versuche über Pflanzenhybriden" en la revista. Verhandlungen des naturforschenden Vereins Brünn (Actas de la Sociedad de Historia Natural de Brünn) en 1866. El artículo de Mendel permaneció sin traducir del alemán. Sin embargo, Mendel recibió crédito póstumamente por su trabajo. En 1899, en la Conferencia Internacional sobre Hibridación y Mejoramiento de Plantas de la Royal Horticultural Society en Londres, Gran Bretaña, William Bateson revivió los artículos y hallazgos de Mendel a través de sus propios experimentos sobre la herencia en el Reino Unido.

Además, en 1900, tres botánicos europeos, Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak-Seysenegg, realizaron cada uno sus propios experimentos y llegaron de forma independiente a las mismas conclusiones que Mendel, sin conocer el trabajo de Mendel. Las repeticiones de los experimentos de Mendel mostraron que no todos los rasgos exhibían un carácter clásico dominante y recesivo. Aparecieron híbridos, o mezclas, que demostraron que en algunos casos se puede producir una combinación de rasgos.


Hipótesis de herencia de partículas de Mendel

El experimento elegantemente simple de Mendel refutó claramente tanto la herencia combinada como la herencia de las hipótesis de las características adquiridas. Propuso una hipótesis alternativa, la hipótesis de la herencia de partículas. Predijo que los fenotipos heredados no se mezclan de generación en generación. Más bien, sugirió que la descendencia hereda "partículas" discretas. Si una de estas partículas es dominante, se expresará el fenotipo dominante. Si ambas partículas son recesivas, el organismo expresará el fenotipo recesivo.

Alelos, genes y genotipo

Hoy, llamamos "partículas" de Mendel alelos. En la reproducción sexual, un alelo de uno de los padres se combina con un alelo de un segundo padre durante la fertilización. La combinación de los dos alelos se conoce como gene . Ahora sabemos que un gen es un segmento de ADN que codifica un ARNm específico, que a su vez codifica una proteína específica. Hay tres posibles combinaciones de genes. Dos alelos dominantes representan un genotipo denominado homocigoto dominante , y están anotados con dos letras mayúsculas (p. ej. Automóvil club británico ). Se dice que dos alelos recesivos en un gen son homocigoto recesivo , anotado con dos letras minúsculas (p. ej. Automóvil club británico ). Un genotipo con un alelo dominante y recesivo son heterocigoto , y se expresan con una letra mayúscula seguida de una letra minúscula (p. ej. Automóvil club británico ).


Pissum sativum en la genética mendeliana (Ventajas de Pisum satiuvum en los experimentos de hibridación de Gregor Johan Mendel)

Gregor Johan Mendel, el padre de la genética, utilizó Pisum sativum (guisante de jardín) como material de estudio para sus experimentos de hibridación. Estudió el patrón de herencia de siete pares de caracteres contrastantes en Pisum sativum por derivar sus conclusiones.

Una combinación de suerte, aptitud científica, previsión, conocimientos matemáticos y, lo más importante, la selección de material vegetal adecuado (es decir, Pisum sativum) para los estudios contribuyó al éxito de los experimentos de hibridación de Mendel.

Pisum sativum posee muchas ventajas como material de estudio en el experimento de hibridación que, consciente o inconscientemente, ayudó a Mendel a derivar una conclusión lógica de sus experimentos de cruzamiento. Las ventajas de Pisum sativum como material de estudio en experimentos de hibridación se dan a continuación:

Ø Pisum sativum es un planta anual con un ciclo de vida corto. Por lo tanto, se pueden producir muchas generaciones en un corto período de tiempo.

Ø Las plantas de guisantes poseen muchos pares de personaje contrastantes. Estos caracteres se pueden distinguir fácilmente entre sí, como la altura de la planta (alta y enana), la forma de la semilla (redonda y arrugada), el color de las semillas (verde y amarillo), etc.

Ø Los caracteres estudiados por Mendel en plantas de guisantes muestran típicas dominancia relaciones recesivas (A esto lo llamamos ahora herencia mendeliana). Este fue otro factor de suerte, quizás el más importante, en el éxito del trabajo de Mendel.

Ø Las plantas de guisantes de flores son bisexual (partes masculinas y femeninas presentes en la misma planta) y, por lo tanto, los experimentos de hibridación se pueden realizar fácilmente.

Ø La planta es predominantemente autopolinatinag, por lo que el proceso de autopolinización se vuelve fácil.

Ø El personajes florales de Pisum sativum son ideales para la polinización artificial, por lo que los procedimientos de emasculación e hibridación se vuelven libres de estrés.

Ø La planta puede ser verdadera crianza debido a la autopolinización. Por lo tanto, las condiciones homocigóticas en los padres se pueden lograr rápidamente mediante la autofecundación repetida.

Ø Los híbridos (generación F1) son fértil y así se puede producir con éxito la generación F2.

Ø Es un pequeño plan herbáceoty puede manejarse convenientemente para experimentos de hibridación. Se pueden cultivar en el suelo o en pequeños recipientes (macetas).

Todos estos factores antes mencionados contribuyeron al éxito del Experimento de Mendel.

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El Instituto de Investigación de la Creación

Gregor Mendel fue un monje agustino de habla alemana nacido en Austria que es famoso por ser el fundador del estudio moderno de la genética, aunque su trabajo no recibió mucho reconocimiento hasta después de su muerte.

Nació Johann Mendel en una familia de campesinos en el pueblo de Heinzendorf del Imperio Habsburgo, ahora conocido como Hyncice de la República Checa. De niño, trabajó junto a su padre para mejorar los huertos familiares mediante injertos, una práctica alentada y patrocinada por la propietaria feudal de la tierra, la condesa Maria Truchsess-Ziel. Dado que el injerto era un & quotart & quot particular que producía resultados deseables e indeseables, trabajar en los huertos introdujo al joven Mendel en los inicios de su trabajo de botánica experimental.

Cuando tenía 11 años, los maestros de escuela de Mendel reconocieron su talento para el aprendizaje y convencieron a sus padres para que le permitieran seguir una educación superior y, con suerte, una mejor vocación que la dura vida de un granjero. Con frecuencia, sus padres no podían cubrir todos sus gastos de manutención además de pagar la matrícula, y él tenía que trabajar para alimentarse. A menudo tenía que prescindir. En 1838, su padre sufrió una grave lesión que le impidió realizar un duro trabajo físico. El Mendel más joven, a los 16 años, tuvo que mantenerse por completo a sí mismo y a su educación.

Se graduó en el "gymnasium" de Troppau el 7 de agosto de 1840, con altos honores, obteniendo el primer lugar en todos sus exámenes. Entre 1840 y 1843, estudió en el Instituto Filosófico de la cercana ciudad de Olomouc. Luego, por recomendación de su profesor de física, el padre Franz, ingresó en la Abadía Agustina de Santo Tomás en Brúumlnn (actual Brno), adoptando el nombre de Gregor cuando ingresó a la vida monástica.

Fue enviado a la Universidad de Viena entre 1851 y 1853 para estudiar botánica, zoología, química y física, y regresó a la abadía de Brüumlnn para enseñar. Between 1856 and 1863, he cultivated some 29,000 pea plants (Pisum sativum). The study showed that out of four plants, one received recessive alleles, two were hybrids, and one had the dominant alleles. His experiments were the foundation for two generalizations known today as Mendel's Laws of Inheritance. Based on his work, he produced the paper Experiments on Plant Hybridization and read it to the Natural History Society of Brünn in 1865. The society published the paper in its Proceedings in 1866.

Mendel's paper was rejected at first, since he evidently produced it as a counter to Darwin's theory of pangenesis, which was popular at the time and accepted as being responsible for inheritance. 2 In 1868, Mendel was elevated to the position of abbot, and his scientific work was largely displaced by his administrative and ministerial responsibilities. He died in 1884 at the age of 61 from chronic kidney inflammation, and the abbot who succeeded him burned most of his papers.

In 1900, Mendel's work was rediscovered and is now the foundation of the science of genetics. In the past hundred years or so, his work has still received criticism and some have gone so far as to accuse Mendel of scientific fraud, even though his experiments have been recreated with the same results. Others have tried to shoehorn his work into the theory of modern evolutionary synthesis, which combines Mendelian genetics with natural selection and gradual evolution.

Though Mendel cannot speak for himself today and defend his work, his life as a priest testifies to his faith in the Creator God. After all, it is one thing to make confession in published books and papers, and it is another to dedicate one's life to those convictions.

  1. Mendel, G., A. Corcos, and F. Monaghan. 1993. Gregor Mendel's Experiments on Plant Hybrids: A Guided Study. New Jersey: Rutgers University Press.
  2. See Bishop, B. E. 1996. Mendel's Opposition to Evolution and to Darwin. The Journal of Heredity. 87 (3): 205-213.

* Ms. Dao is Assistant Editor.

Cite this article: Dao, C. 2008. Man of Science, Man of God: Gregor Johann Mendel. Hechos y hechos de amp. 37 (10): 8.


Gregor Mendel's "Experiments in Plant Hybridization"


Gregor Johann Mendel, Abbot of the Augustinian Monastery, Brünn, Austria, (now Brno, the Czech Republic), discovered the celebrated laws of heredity which now bear his name — the law of segregation and the law of independent assortment that prove the existence of paired elementary units of heredity (factors) — and establish the statistical laws governing them.

His research involved careful planning, with the use of thousands of experimental plants, and, by his own account, extended over 8 years. Prior to Mendel, heredity was regarded as a "blending" process and the offspring were essentially a "dilution" of the different parental characteristics. Mendel demonstrated that the appearance of different characters in heredity followed specific laws which could be determined by counting types of offspring produced from sets of crosses.

He became the first to understand the importance of statistical investigation and to apply a knowledge of mathematics to a biological problem. His paper announcing these discoveries, "Experiments in Plant Hybridization," was read at the meetings of the Natural History Society of Brunn in Bohemia (Czech Republic) at the sessions of February 8 and March 8, 1865. It was printed in the Proceedings of the Natural History Society in 1866. Mendel ordered forty reprints of his paper which he sent to various scholars throughout Europe at the end of 1866, and sent to 133 other associations of natural scientists, prestigious libraries worldwide, and to scholars outside of Brünn. His work, however, was largely ignored. In the spring of 1900, three botanists, Hugo de Vries (Holland), Karl Correns (Germany) and E. von Tschermak (Austria) reported independent verifications of Mendel's work which amounted to a rediscovery of his first principle.

The paper passed entirely unnoticed in scientific circles although, according to many science scholars, it is one of the three most significant and famous papers in the history of biology. The other two are the Darwin-Wallace paper on evolution by means of natural selection, delivered to the Linnaean Society (1858), and the Crick-Watson letter to Nature on a suggested structure of DNA (1953). Unlike these papers, both of which achieved notice almost immediately, Mendel's contributions were viewed with such skepticism by the scientific and philosophical circles of the time that his work became largely forgotten, only to be "rediscovered" some 34 years later.

In the United States, fourteen libraries currently have original copies of the 1866 Proceedings of the Natural History Society of Brunn in which Mendel's "Experiments in Plant Hybridization" is published. As befits its Augustinian heritage, Villanova University is now the fifteenth institution to have a copy of the Proceedings, thanks to the generosity of the Augustinians of the Province of St. Thomas of Villanova.

Gregor J. Mendel, O.S.A.


Mendel's Coat of Arms


Mendel's Abbatial Coat of Arms consists of the prelate's hat, miter, crozier, and pectoral cross. The shield is divided into four quadrants:

The cross and the plow at the top right represent Mendel's priestly vocation of planting the seeds of the Gospel.

The alpha and the omega at the bottom right represent Christ as the One in whom creation began and in whom it finds fulfillment.

The lily at the top left is the emblem of the Blessed Virgin and represents purity.

The flaming heart and joined hands at the bottom left are symbols of charity and community of the Augustinian Order to which Mendel belonged.

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Villanova University was founded in 1842 by the Order of St. Augustine. To this day, Villanova’s Augustinian Catholic intellectual tradition is the cornerstone of an academic community in which students learn to think critically, act compassionately and succeed while serving others. There are more than 10,000 undergraduate, graduate and law students in the University’s six colleges.

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Mendel's Experiments

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So, we have another kind of very interesting piece of the course right now. We're going to continue to talk about genetics, except now we're going to talk about the genetics of diploid organisms, which apart from bacteria, most of the organisms including us are diploid. They have more than one copy of each chromosome, and so we'll go through a segment on this, and also talk about mitosis and meiosis, the central processes of cell division and the segregation of genetic material that underlie life as we know it.

And then, were going to charge into a session of recombinant DNA, and some of these technologies, PCR and various things that you see in the newspapers all the time. And then, I'll finish up with the session on the immune system, which a few of you thought was surprising that bacteria recombines. I'll tell you in that system it will feel like science fiction relative to what I've told you up to now. It's an absolutely amazing system.

So, we are going to start today with genetics of diploid organisms.

So I'm going to go back to how this was first understood.

And most of you have probably heard of Gregor Mendel, who discovered this, and surely some fraction of you have run into an exposure to this topic before. But in keeping with what I'm trying to do in this course, could you guys watch out there?

I think I'm just going to unplug, yeah, it's OK. I think I'm just going to unplug it for just a minute here. You've probably heard of Mendel. Some of you have seen these different squares.

You might have memorized it from a textbook or something like that.

I'm going to try and see if we can go through this material up another level of sophistication because, again, and I'm saying, science didn't just come down from on high and end up with facts in a textbook. What's in a textbook is somebody's effort to take a current state of understanding which is based on experimentation and come up with models. And what you're seeing in the textbooks are the models such as they were as of the time the textbook was submitted for publication. Sometimes they change even before the textbooks get out. But anyway, it's a process.

Mendel was one of the starting people who started this process, really a key figure, and a guy with an amazing intellect.

But before we start in, I just want to show you a couple of pictures because these kind of knocked me over when I saw them.

I don't know what kind of image you have of Mendel.

You probably know he was a monk, and he did something with peas, and he figured out this stuff about genetics. And most people probably carry around an image probably somewhat like this sort of romanticized drawing. He was a monk all right, but it was at an Augustine monastery in Bruno in Austria that was a very major intellectual center. They even published a scientific journal. They sent Mendel off to Vienna to go to university.

While he was there, he studied physics, math, as well as botany. So he had, in many ways, a background that is very similar to you guys, very heavy on the quantitative physical science, mathematical sort of background.

And then he went on to do some experiments in biology.

And I think you maybe can get a sense of this.

You can see a picture of what Mendel actually looked like.

Here's one picture of him. But the one that really blew me away, I have a picture of the monks. Just think of what ever image you had of the monks that Mendel was at.

Well there's a picture of them. To me, they look nothing so much like a group of university presidents or something sitting around for a portrait. And he traveled very widely.

Here he was on his way to London here. Here is a picture of him with a group of people on his way to, I think he was in Paris on his way to London. So this wasn't a little isolated monk in a garden who stumbled across stuff. He was a rather sophisticated guy going after some interesting problems.

And this was the garden in which he did his experiments.

Here's a picture of it. So this was a straightforward experimental setup for these really amazing things he did.

So, with that kind of background, Mendel was interested in a problem of inheritance. And people have been aware that traits were inherited. That was the whole principle of domesticating animals and domesticating crops, that if you took parents with certain characteristics and crossed them together, the offspring then had the traits that were associated with the parents. And so people have able to get better domesticated animals or better domesticated crops.

But up until then, this mixing was thought of sort of like blending liquids, stir together some green and red, and a little this and that. And it all stirred together.

And as you'll see, what one of Mendel's great insights was, was that it wasn't like mixing liquids. And to study this problem, then, he picked a system. It wasn't that he was just fiddling around with peas. He was a pretty sophisticated guy, and he picked peas as an experimental organisms for three reasons. And so, why peas?

Well one, they were easy to grow, and that's still a major consideration of any model system that you want to use and science today. It's really tricky to grow, it's very hard to work with. It was easy to pollinate in a controlled way.

Just the structure of the pea flower makes it very easy to make sure to either put the pollen right on the pistol of that same flower, which is a kind of self fertilization, or to make sure that the pollen goes from one flower to another, which is basically cross-pollination. And the third thing, and this was a really important thing, was the system had worked on before. And there were a number of what were called pure breeding lines. If he had just grabbed peas out of the wild it would be sort of like me starting to do genetics by crossing a couple of you guys. We'd get offspring, all right, and we'd cross those offspring, we'd keep getting things, people that look different and different, maybe something like the parents, but what had happened with peas is people had taken a pea, and then they continually inbred it until it finally sort of settled down. It always had white flowers.

It always had wrinkled seeds. It always had whatever the particular trait was. And so, I think I showed you the slide earlier. This shows two things.

You can see there are smooth seeds and then wrinkled seeds.

And it may be a little hard to tell in this light, but there is sort of two colors here. One's kind of greenish and one's sort of yellowish. So there, you see two of the traits right there. There were also flower colors, and height, and other things that had the characteristic.

They were pure breeding. Every time you took that line and if you self crossed it and put out its progeny, you'd see the same characteristic each time. So, this was the system that Mendel started to study this problem of inheritance. And how does blending come together when two organisms brought pollen?

Or, if it was other animals like us, it would be sperm and egg.

But somehow, you did something that ended up giving you an egg that got fertilized. And out of that came the progeny. So, what Mendel did, the term that's used, they say he carried out a cross. This is genetic-speak here now. So he took pollen from one plant.

And used it to fertilize another plant, collected the seeds that came out of this, and he examined the progeny. And I think an interesting way of thinking about this is a UROP project.

You'd come into Mendel's lab and wanted to do a UROP project, it was pretty easy. I could probably show you all the techniques you needed to know, and this is it. You'd show how you pollinate, collect seeds, and then we'd look at the characteristics. So, it's just some fairly simple manipulations and some observational stuff. So, let's suppose you're doing Mendel's thing as a UROP project, and let's just see where that will take us. So, what Mendel did to begin with, he took one of these pure breeding lines that was smooth or all abbreviated as a capital S. And he pollinated it with something that was wrinkled. I'll do that as little S.

And then he collected the seeds from what's known as the first generation, starting with something like this.

And geneticists use the term F1 for this first generation in a cross like this, and what he found was everything, all the seeds, were smooth. So, the wrinkled trait had, if you will, disappeared.

That's your first UROP experiment.

[Time doesn't?] submit to nature, or science, or something, and read a little paper like Watson and Craig that turns the world on its end. What would you do next? No gels, no Whitehead Sequencing Facility. Anybody got any ideas? I've showed you all the techniques that he knew about. ¿Perdón? Cross it again?

What's your thinking? Do you think the traits disappear, or do you think it's hiding? It might be hiding, right?

I don't know what he thought, but I think that's a reasonable to think about it is he's probably trying to figure out, did this wrinkled trait just disappear from the face of the Earth, or is it hiding in those first-generation seeds?

So, let's put that up here. So, that's exactly what he did.

So, he took these seeds, now, that were the smooth F1.

These are not the same smooth as the parental up here.

Just to make clear, you guys understand these are pure breeding.

These are the ones that people have been breeding for a long time, this one and this one. In this case, even though I'm trying it in circles, this is a smooth F1, smooth F1. And, this time when he did the experiment he looked at the second generation, or the F2 generation as a geneticist would call it. What he found, he got some smooth and he got some wrinkled.

So, the wrinkled trait reemerged in the F2. So it wasn't really gone.

It was hiding. OK, time to submit to nature's science cell. ¿Entiendo? He didn't try and publish it at that point. He did something else. He had the same kind of background you guys have. Can he think what he might've done?

He could cross again. There's something else he did with this experiment, though. Well, you're thinking of new experiments. He's got a little data processing he can do here. What did you say? I'm not able to hear, sorry.

Statistics, OK. I'll simplify it even slightly before that. I've got some of each. Count them, right, exactly. So that's what he did, and I think the numbers were, if I remember, five, four, seven, four in 1850.

So, what should I do now? Ratio: absolutely. We could count another million of them, but that probably would not be terribly productive. And what he found out is that when he did that, he found that he got a ratio that was pretty close to 3:1. And, so that was sort of what he found out from this by doing this sort of thing over again was a pattern. A trait disappeared in the F1. The trait reemerged in the F2, and the two traits had this. The ratio of the two traits would be about 3:1. If you don't think this is sort of like a UROP project or something, that's a page out of some of Mendel's actual notes while he was doing his crosses. And what he did next, then, was to take some other traits. ¿Sí? Sorry? Excuse me?

Reemerged in F2. So, he took some other traits, white and purple flowers, tall, short, I found that there were at least certain other traits. It didn't work for everything he studied, but some of them he could see the same pattern.

One of the traits disappeared. It reemerged in the F2, and when he counted them, he'd find that the trait that reemerged was at one, and the other one there were three times as many.

So, he'd seen a pattern. And all he's done at this point is to cross flowers and count the progeny. So, at that point Mendel tried to explain his data. So, he had to, now, take the next part of the scientific process. And what's kind of nice about thinking about Mendel, in this sense, is we are not overwhelmed by complicated techniques.

You can see, I think, the scientific process.

And it's a very bare bones thing marching along.

So now he's got some data. He's quantitated his stuff.

He's founded reproducible. It's not only for seeds.

It seems to be some general feature. And the thing about this, I guess, I don't know what he thought but it seems to be likely that he could see that this didn't fit very well with the blending idea.

Like, you'd pour together two liquids, and you'd stir them all up. Instead, he really made this monumental leap in thinking that genetic information must come in some sort of particular form, come in particles, or units, or quanta if you want to think about if it if you're a physicist.

We know those units as genes right now. We grow up with it right now, but to go from the idea that genetic information was kind of like two liquids blending to the idea it was a little particle, so it was just about the same kind of leap as thinking that energy comes in particles instead of a continuous sort of thing.

So, that was the kind of insight that Mendel had.

And so genetic info comes in particles, units.

I was going to say, we now call these genes, and if that was what it was then he started to think about these traits as particles that had a different character associated with each of them. That would mean there would be one particle that was a big S, and that was smooth. There was some other particle that was specified.

The wrinkled character, that would be called a small s.

So, what was happening in these crosses, then, he was now mixing particles instead of liquids. Again, I don't know how he got to, how many particles there had to be of each per organism. It could have been anywhere from two upwards. He had to have two in order to explain the sort of stuff he was working with. There's no reason he couldn't have thought of 12 or something. But I assume you start with the very simplest thing, number that you can think of, and see if you can make this work. So, what he hypothesized, then, was that each organism had two copies of each of these particles.

So, two copies of each particle, so this would mean that there were two types of particles. So, there would be the S and the smooth. So, he can get three types of things. He could get one that was both big S or smooth. Or you could have the ones that were the two little S's. And these would be wrinkled.

Or, if you had the other combination, what he figured out, what fit with this model is these would have to be smooth.

That would have to mean that one of them is dominant over the other when you put them in combination. So, in this thing, the big S would be said to be dominant. And the little s Would be said to be recessive. There's another little term here that I'm going to introduce because it'll help us talk about this stuff over the next few days, terms geneticists use all the time. Because these both have two of the same, they're said to be homozygous, do the same.

And this one, with one of each, is said to be heterozygous.

OK, so there is, I think, sort of the setup for Mendel's model. He had to contend with one other issue, though, and that was if every organism has two, and two parents get together and each donate something, unless you did something, the offspring would have four.

When those offspring got together, the next one would have twice as many, and so on. So, from probably, I don't know whether it was just from first principle, but I would imagine he figured out that if organisms had sex with pollen and whatever, or egg and sperm, that something had to be done to get around this problem of an ever increasing number of particles. So, he envisioned that when there were specialized cells for sex, and that they have the number so that the sex cells would have half the number of particles so that when each parent donated one, you'd be back up to two.

It's pretty simple, straightforward thinking once you've gotten the idea that these things are coming in a particular form.

So, with this, could he now explain his results?

Let's do it over here. So, what happened in the first cross? He had a smooth, pure breeding line crossed with, so the sex cells from this, each one would have been a big S, and the sex cells from each one of this would have been a little s.

And as you recall, what he got was all smooth, right? Remember?

So, if we try and figure out what's happening here, a way of representing this would be to think what happens if all of the combinations that you could get, so if we paired them in all possible ways, then every combination would be identical from that first cross, one from one parent, one from the other.

And, if one was dominant over the other, it's going to look like this.

This is really the word I introduced you to.

That's the genotype. That's what's going on down at the genetic level. What you're seeing up here is the observable characteristics of the organism.

That would be the phenotype. So, then what would happen then with this if he crossed the F1's? Well, as you recall, they were smooth, but he was now seeing them as being like this.

So that means that the sex cells that are generated from this, each one will generate one big S, and one little s.

And then, if you put them together to see how this would work out, well, this one's two big S's. This is a big S and a little s, a big S and a little s, and two little s's. So, what he's got over here is SS, SS, and a ratio of 1:2:1.

But when you look at the phenotype, what would we expect? Well, this would be smooth, big S and little s.

That's smooth. Big S, little s, smooth again, and two little s's, that's wrinkled. There's his ratio of 3:1.

Has he proved anything? Funciona. Beautiful. The model must be right?

¿Qué piensas? Are you ready to publish?

¿Porqué es eso? Why did the model work?

Has the model predicted anything yet? No, it works because it describes the data. To some extent, it's kind of like hitting a curve.

You said it, but you don't really know yet. Of course it's going to work, because if you got different data it would've had a different model. So, you're putting your finger on a really important point, and that is that you can do an experiment. You can get data.

It doesn't have to involve DNA sequencing or fancy technique.

You're getting data out of a biological system.

You've come up with a hypothesis that explains it.

But of course it's going to explain it because you wouldn't publish a model that didn't explain your own data. But what he hasn't done is tested it. Will his model predict the outcome of something that he hasn't already done? So, the suggestion was that he should carry out another cross. And that's what Mendel then did again. This is what he had to work with.

He could cross, and he could count, and he could do some calculating and some thinking. But, those were the techniques.

I really like thinking about this, because you can sort of put yourself in his shoes. So, what would you guys like to cross?

We haven't got much, right? One, he did. One cross he did, the F1 with the homozygous dominant parent, the pure breeding lines.

So, he's got this smooth, that's a big S and a little s, and he's crossing it with something, two big S's. So, the sex cells that you'll get out of this, so if you set this one up and see what happens, there's the two. You will get to big S's, big S, little S, the big S, little S. This is sort of uninformative. If you want to look at your notes afterwards, and have this be consistent, let me just flip this slightly. I put the two big S's up here, and this is our F1 down here. That way I'll be following the same pattern as I did before. OK, so there we are. In any case, they're all smooth, but that's not particularly helpful.

He's seen that result before. It hasn't really proven out. Given the sort of unexpected result that's predicted by his model.

But he tried another one that's very, very similar.

And in this case, he crossed the F1 with the homozygous recessive parent. This is a really important process in genetics. And the reason, because it's so important, it's given a special term that's called a test cross. Let's see what happens with this one, because this one's more interesting. So, we take the F1. So, this is the F1. He's now crossing it with this homozygous recessive, so a parent that's got two particles that are little s. And so, will the sex cells look like this, a big S little s as before, to little S's here? So, if we set up this, as we've done, there are the sex cells from this F1.

Here are the sex cells from the homozygous, recessive parent.

Up here, we get a big S and a little s for each of those.

But here, we get two little s's. So, if we look at the phenotype, if you're out on the field or out in the garden sitting in the kitchen, after you brought your seeds in or wherever he was working, what would you predict you'd see in a cross like this?

These would be both smooth, but these would both be wrinkled.

So, here at the genotypic level, we've got a ratio, now, of 1:1. And here as well, there's now a ratio of 1:1. So, there you have a result that you haven't seen before. And, if you do that cross and get that result, again, it doesn't prove your model.

Scientific proof is never a QED.

Somebody can always come up with an experiment tomorrow that disproves it. It tends to work more. You just keep shoveling on evidence, and finally someone says, enough, enough, I believe you.

So, this was at least a test of the model, and the model survived this task. Now, he did one other experiment. Of the things that we've got on our plate right now, is there anything else we might do you can think of? He did another cross.

¿Perdón? Two of the heterogeneous ones, we did the F1's against each other. That's where we got the 3:1. We've already crossed the F1's, but I like your idea. What if we took the F2's?

In this case, it's going to be pretty complicated because they've got this 2:1:1, but one of the things you can do with peas is you can self fertilize them as well as cross them with their neighbors because they've got the ability to make the eggs.

It'll become the seeds, and they have the pollen, which would be equivalent to the sperm. So it got both.

So, as long as there's some plants that you can self fertilize and some you can't, one of the really nice things about peas, they have the property that you can self fertilize them.

So, another kind of experiment that Mendel did, then, was to self fertilize another test of the model, self fertilize the F2's. Well, the model predicts, if we look back over there, that what you'll have there is a mix of things in a ratio of 1:2:1.

So, if you were to take seeds from that F2, and then cross them with themselves, you could figure out all the different outcomes, and then sum them up. You'd have a prediction for what this model would suggest. All right, so let me just take you through the pieces. Let's think about a quarter of them, according to the model, a quarter are that. So, if we self cross those, what we should get is all wrinkled because the only thing we're dealing with is the wrinkled trait.

So, that would be a quarter of the F2 seeds would be expected to give that outcome. So, three quarters of them are smooth, but it's tricky because there's two types of them in there, right? So, of these, one third are this, and two thirds have that.

So, what would happen if we thought about each of those individually, and thought about the outcome? Well, if we take the SS type, and we've self crossed them, what we're going to get is all smooth because all we've got in the cross are the traits for the smooth characteristic. And, if we take these guys and we've self-crossed them, we've already done that.

We know what we will get is we will get smooth to wrinkled in a ratio of 3:1. So, again, you could now sit down with that and figure out in total what you would predict in terms of smooth and wrinkled if you self crossed the F2, and if the model is correct.

So, that was basically [your? first UROP project, or the end of the first term, or the first year, or something like that. And he did publish those results that were published in 1866, which was the same year as those, about the same time as those results that Pasteur was publishing that I told you about earlier on. So, it was a very impressive in retrospect, a truly major intellectual leap.

But, it had almost no impact at all on the world. And there's a theme here that it sort of tried to hit up several times.

And we saw it, to some extent, with the early work on DNA, that someone can get evidence for an idea. But if the scientific community is ready to accept it, it can take quite awhile before that idea becomes credible even if it's correct. The data was there. The DNA was genetic material quite a bit before the general scientists thought it was, and it just seemed like it was too simple a molecule, too boring a molecule to be possibly able to encode anything.

And the same sort of thing happened here. It was some geneticists picked up on this but not until about 1900.


Chapter 20 Introduction – Mendel’s Experiments and Heredity


Genetics is the study of heredity. Johann Gregor Mendel set the framework for genetics long before chromosomes or genes had been identified, at a time when meiosis was not well understood. Mendel selected a simple biological system and conducted methodical, quantitative analyses using large sample sizes. Because of Mendel’s work, the fundamental principles of heredity were revealed. We now know that genes, carried on chromosomes, are the basic functional units of heredity with the capability to be replicated, expressed, or mutated. Today, the postulates put forth by Mendel form the basis of classical, or Mendelian, genetics. Not all genes are transmitted from parents to offspring according to Mendelian genetics, but Mendel’s experiments serve as an excellent starting point for thinking about inheritance.


Go to the Classical Genetics page at Khan Academy (https://www.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-classical-genetics). You will complete each of the following units:

  1. Introduction to Heredity
  2. Non-Mendelian Inheritance
  3. Sex Linkage
  4. Pedigríes

FOR EACH UNIT, first complete each Learn activity. Once you have finished the Learn activities, complete the set of Practice questions. (Notice that the Introduction to Heredity unit has two sets of Practice questions.) Once you have completed the Practice set and can see your results screen, take a screen image (also called screenshot or screen capture) and print the image. Turn in all four printed images to your instructor.

Find the correct answers to the end of the chapter &ldquoReview Questions.&rdquo Note the page number on which you found the answer. Be prepared to share and explain your answers in a group setting.

Answer the end of the chapter &ldquoCritical Thinking Questions.&rdquo Note the page number on which you found the answer. Be prepared to share and explain your answers in a group setting.


Ver el vídeo: Los experimentos de Mendel - Interacciones Génicas (Agosto 2022).