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孟德爾豌豆實驗是什麼研究方法

發布時間:2024-10-05 19:31:56

㈠ 孟德爾豌豆雜交實驗過程自交法有什麼作用

孟德爾豌豆雜交實驗是通過對豌豆的雜交實驗來研究遺傳規律的。自交法在孟德爾豌豆雜交實驗中具有以下作用:

㈡ 孟德爾,摩爾根,薩頓用到的實驗方法及貢獻

1、孟德爾:假說演繹法

孟德爾的豌豆雜交實驗。19世紀中期,孟德爾用豌豆做了大量的雜交實驗,在對實驗結果進行觀察、記載和進行數學統計分析的過程中,發現雜種後代中出現一定比例的性狀分離,兩對及兩對以上相對性狀雜交實驗中子二代出現不同性狀自由組合現象。

孟德爾做的很多實驗都得到了相似的結果,後來又有數位科學家做了許多與孟德爾實驗相似的觀察,大量的實驗都驗證了孟德爾假說的真實性之後,孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。

2、摩爾根:假說演繹法

美國遺傳學家摩爾根曾經明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論,也懷疑薩頓的假說,後來他做了大量的果蠅雜交實驗,用實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體—X染色體聯系起來,從而證實了薩頓的假說。由此可以看出,對基因與染色體的關系的探究歷程,也是假說一演繹的過程。

3、薩頓:類比推理法

薩頓觀察的對象是蝗蟲細胞,1902年在《生物學通報》上發表的文章中,他首次詳細地圖示了蝗蟲具有成對確定的、可識別、又彼此不同的同源染色體。文章末尾提出假說,認為染色體攜帶遺傳單位,而遺傳單位在性細胞的染色體分裂時的行為就是孟德爾遺傳定律的物質基礎。

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相關理論:

假說演繹推理的前提和結論之間的聯系是或然的,前提並不蘊涵結論。前提真,結論未必真。從推理形式來看,它不符合充分條件假言推理的規則;肯定後件不能肯定前件。

科學史上,亞里士多德提出的歸納——演繹方法,可看作假說演繹法的雛型。亞里士多德主張,科學家要從被解釋現象中歸納出解釋性原理,然後再從包含這些原理的前提中,演繹出關於這個事實的原因的知識。反映必然性知識的科學就是通過演繹組織起來的一組陳述。

類比推理以關於兩個事物某些屬性相同的判斷為前提,推出兩個事物的其他屬性相同的結論的推理。如聲和光有不少屬性相同--直線傳播,有反射、折射和干擾等現象;由此推出:既然聲有波動性質,光也有波動性質。

這就是類比推理。類比推理具有或然性。如果前提中確認的共同屬性很少,而且共同屬性和推出來的屬性沒有什麼關系,這樣的類比推理就極不可靠,稱為機械類比。科學家常根據類比推理得出重要結論。

㈢ 孟德爾是怎樣研究豌豆遺傳實驗的

1853年夏,孟德爾又回到了布隆修道院,開始了他艱苦的實驗經歷。他利用後花園開辟了一塊實驗地,種植了豌豆、南瓜、紫茉莉、山柳菊、玉米等植物,還飼養了老鼠和蜜蜂,他利用這些植物和小動物作為材料,進行雜交試驗。孟德爾最成功的就是豌豆雜交實驗,這項遺傳實驗從1856年開始,直到1864年才結束,共進行了8年之久。

孟德爾在實驗方面是非常認真的。他的實驗思路謹慎周密,在選材上也很是審慎小心。他選用豌豆作為主要研究對象就不是偶然的,因為豌豆作為遺傳學研究的材料有許多優點:一是豌豆是嚴格的自花授粉植物,而且在開花之前就完成了授粉作用,這就避免了由於天然雜交而引起的混雜;其次是豌豆生長期短,容易栽培;還有就是豌豆的花朵較大,便於人工操作,以及豌豆的變異較多等優點。

孟德爾反復研究了豌豆的七種相對性狀的遺傳變異情況,而且用數學統計的方法分析了實驗結果,他發現:開紅花的豌豆同開白花的豌豆雜交後,第一代全部開出紅花;雜交一代自交產生的雜交二代,開紅花的約佔3/4,開白花的約佔1/4。也就是說,雜交二代豌豆開紅花的植株與開白花植株的數量之比是3∶1。

孟德爾在解釋這一性狀的遺傳行為時認為,在開紅花的豌豆和開白花的豌豆雜交後,第一代雜交後代全部開紅花,這說明豌豆開紅花的性狀遺傳下來了,而且呈顯性;而豌豆開白花的性狀雖然也存在於豌豆花中,但隱而未現,因此叫做隱性;到了雜交的第二代中,開紅花的豌豆佔到3/4,其中只含有紅花性狀的佔1/4,同時含有兩種性狀而紅花性狀呈顯性、白花性狀呈隱性的佔1/2,開白花的也就是說只含有白花性狀的佔1/4。這個實驗證明,雜交植物的不同性狀在它的第一代後代中會全部包含,只不過有顯性和隱性的區別;在第二代之後,這些植物的不同性狀會通過一定的規律逐步分離出來,返回到其原來的狀態中去。這就是著名的孟德爾分離定律。

同時,孟德爾還研究了子葉的顏色、種子的圓皺、植株的高矮等性狀的遺傳和變異行為。他發現,如果同時考察兩對性狀,如花色和株高時,性狀的分離是互不幹擾的,在雜交二代里,紅花高稈、紅花矮稈、白花高稈和白花矮稈的比例接近於9∶3∶3∶1(高稈為顯性性狀),這就是植物遺傳學上著名的孟德爾獨立分配法則。

孟德爾的工作揭示了生物遺傳的兩個基本規律——分離定律和自由組合定律,後人統稱為孟德爾定律。

孟德爾認為植物的每一性狀,是由一個遺傳因子負責傳遞的。遺傳下來的並不是具體性狀,而是遺傳因子,因為性細胞里並沒有紅花、白花等具體性狀,他還認為,遺傳因子在體細胞內成雙存在,而在性細胞內成單,並成顆粒狀存在,雜交以後它的顆粒仍保持獨立,彼此不融為一體。在雜交產生配子(即性細胞)時,不同遺傳因子各自分離開來。並分配到不同的配子里,完整的遺傳紿下一代。這就是孟德爾的顆粒遺傳因子的概念。

孟德爾的法則與遺傳因子的概念,是植物遺傳的基本規律,也為生物的基因學說奠定了基礎,拉開了現代遺傳學研究的帷幕。

到20世紀初,在眾多科學家的辛勤努力下,遺傳學又有了新的發展,這其中貢獻最大的是美國學者摩爾根。摩爾根和他的學生們及其研究組用一種雙翅目昆蟲——果蠅作為實驗材料,對其遺傳和變異進行了大量的遺傳學和細胞學的研究,提出了染色體遺傳理論。

人們大都是飼養豬、狗、貓、雞、鴨等等,你有沒有聽說過有人居然喜歡養蠅類,而且成千上萬的飼養呢?有這種喜好的人還真的存在,他們便是摩爾根和他的研究組員們。不過摩爾根和他的弟子們養的是一種比較特別的蠅類——果蠅。果蠅的身體很小,飼養成本低、繁殖快,在25攝氏度的時候,果蠅12天就可以繁殖一代,而且一隻雌果蠅一次可以生產幾千個後代,這就是摩爾根飼養果蠅的原因。事實上,果蠅作為遺傳學實驗材料還有許多優點,這是摩爾根當時沒有想到的。

摩爾根當時用來做實驗的雄果蠅具有黑色的身體、紫色眼睛、殘缺翅等性狀,並且這些性狀是可以真實遺傳的隱性性狀。它們相對應的野生型果蠅是灰色身體、紅眼和長翅,這些性狀都是顯性性狀。用具有隱性性狀的雄果蠅和具有顯性性狀的野生型果蠅進行雜交,得到的第一代雜種,全部表現為灰身、紅眼和長翅。當把這種雜交的雄性果蠅和具有隱性性狀的雌性果蠅做回交實驗時,按照孟德爾的自由組合規律,它們的後代應該表現出相等的十六種不同的組合。可是,事實上,它們的後代僅僅出現了兩種組合:與它們的祖父母的性狀完全一樣,不是黑身、紫眼、殘翅,就是灰身、紅眼、長翅,此外就再也沒有其他類型了。

怎麼解釋這個現象呢?科學家們又遇到了一個大難題。但是,越是有困難就越能激發科學家們的興趣。為此,不少科學家紛紛進行研究,提出各種假說,但是,只有摩爾根才對這個現象給予了一個成功的解釋。

摩爾根首先假定這三個性狀的基因都位於一個染色體上,那麼,不同染色體上的基因是按照自由組合規律進行分配的,但是在同一條染色體上的基因便不能自由的組合了。摩爾根就把這種現象叫做連鎖。後來,科學家們又進行了許多實驗,終於證明了連鎖現象的存在。科學家們把連鎖在一起的基因叫做連鎖群,而且他們發現,不少生物的連鎖群和單組染色體個數總是相互吻合的,例如果蠅的單倍染色體數目為4,而果蠅恰恰有4個連鎖群;玉米有10對染色體,對於玉米已經研究過的400多個基因也剛好屬於10個連鎖群;孟德爾實驗中所用的豌豆有7對染色體,有趣的是孟德爾所用的7對相對性狀的基因恰好位於僅有的7對染色體上,所以也就表現出了自由組合的規律。

後來,摩爾根在實驗的過程中發現,具有黃體、白眼兩種隱性性狀的雄果蠅,同具有顯性性狀的灰體、紅眼的雌果蠅交配,所生出的子女全部都是顯性性狀;再將雜交第一代的雌果蠅,同具有黃體、白眼兩種隱性遺傳性狀的雄果蠅回交,便會得到4種孫輩個體,4種個體中,有兩種和它們的祖父母相同,或者是黃體、白眼,或者是灰體、紅眼,占孫代個體總數的99%。這一點說明,親代聯合在一起的性狀,在雜交後代中絕大多數還是合在一起的。可令人奇怪的是,在孫輩後代中還出現了兩種新的類型:一種是黃體紅眼,另外一種是灰體白眼,這兩種類型占後代個體總數的1%。摩爾根認為,這兩個基因一定是位於同一染色體上,所以絕大部分(99%)後代依然連鎖在一起。可是有少數(1%)個體,在配子形成時,在兩個基因間曾經發生了交換,以至於產生了新的組合,他把這種現象稱為互換。

摩爾根和以後的學者們為了驗證這1%的新個體不是偶爾得到的,而是具有一定規律的,還做了許多實驗,對其加以證實、他們在實驗中發現,各種不同類型的基因之間的確是存在著一定的互換,而且互換率實際上是高低不一的,這就是遺傳學上著名的連鎖與互換規律。

真想不到,我們看起來平平常常的豌豆和令人有點討厭的果蠅,竟然成為人類發現生物遺傳規律的載體,看起來,豌豆和果蠅對遺傳學發展的貢獻可不小呢。

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