Pozadí
V této webové laboratoři žáci experimentují s rostlinami hrachu setého (Pisum sativum) stejně jako rakouský mnich Gregor Mendel (1822-1884). Mendel se rozhodl experimentovat s hrachem, protože měl čtyři důležité vlastnosti:
- Bylo prokázáno, že hrách se věrně rozmnožuje (všichni potomci budou mít generaci po generaci stejnou vlastnost).
- Hrách vykazuje řadu kontrastních vlastností (fialové vs. bílé květy; kulatá vs. svraštělá semena).
- Tvar květu hrachu jej chránil před cizím pylem. Hrách se obvykle rozmnožuje samoopylením, při kterém pyl produkovaný květem oplodní vajíčka ve stejném květu.
- Rostliny hrachu rostou rychle a nevyžadují mnoho prostoru.
Níže jsou uvedeny znaky, které Mendel studoval:
- Tvar zralých semen (R) hladký nebo zvrásněný
- Barva bílku semen (Y) žlutá nebo zelená
- Barva květu (P) fialová nebo bílá
- Tvar zralých lusků (I) nafouklý nebo zúžený
- Barva nezralých lusků (G) zelená nebo žlutá
- Poloha květů (A) osová nebo koncová
- Délka stonku (T) vysoký nebo zakrslý
Tato webová laboratoř má pět částí, které jsou přístupné přes tlačítko „Sekce“ v levém dolním rohu-rohu obrazovky. Studenti mohou procházet celou webovou laboratoř proklikáváním nebo mohou přecházet na konkrétní sekce pomocí nabídky. Každá sekce je popsána níže.
Úvod
Mendel je průvodcem studentů po celé webové laboratoři. Když se objeví poprvé, řekne: „Dobrý den. Jmenuji se Gregor Mendel. Žil jsem v Rakousku v 19. století dlouho předtím, než kdokoli věděl o genech a genetice. Experimentoval jsem s rostlinami, abych studoval, jak se vlastnosti přenášejí z rodičů na potomky ad objevil základní pravidla dědičnosti, která se dodnes používají ve vašich učebnicích. Přijďte si vyzkoušet některé z mých pokusů a zjistěte, co můžete zjistit o dědičnosti. Pro pokračování klikněte na tlačítko Další.“
Další text zní: „Použil jsem rostliny hrachu, protože rostou rychle a snadno a je snadné vidět a rozpoznat jejich různé znaky.“
Rostlina & Kříženec
Tato část webové laboratoře umožňuje studentům prozkoumat znaky, na kterých Mendel experimentoval, a poté zkřížit rostliny hrachu a zjistit, jaké potomky vytvoří.
Mendel vyzývá studenty, aby: „Zasadili pět rostlin hrachu a pozorovali, jak vypadají“. Když studenti kliknou na tlačítko „Plant“, animovaný Mendel zasadí a zalije pět rostlin hrachu. Každá z rostlinek hrášku rychle vyklíčí. Přejížděním kurzorem po rostlinách může student sledovat barvu hrachového lusku, tvar lusku a barvu a tvar zralého semínka.
Všechny různé varianty rostlin hrachu lze vidět na těchto rostoucích hrášcích, ačkoli rostliny jsou při každém spuštění aplikace vybrány náhodně. Po zasazení a vypěstování pěti rostlin se Mendel studentů zeptá, kolik rozlišovacích znaků u rostlin vidí. Na další obrazovce odhalí, že se jedná o sedm různých znaků:
- Tvar hrášku (kulatý nebo zvrásněný)
- Barva hrášku (zelená nebo žlutá)
- Tvar lusku (zúžený nebo nafouklý)
- Barva lusku (zelená nebo žlutá)
- Barva květu (fialová nebo bílá)
- Velikost rostliny (vysoká nebo zakrslá)
- Poloha květů (osová nebo terminální)
Všechny tyto znaky jsou vyobrazeny u níže uvedených rostlin:
Studenti jsou pak požádáni, aby experimentovali s křížením rostlin. Pomocí pěti rostlin, které vypěstovali, mohou zkřížit libovolnou rostlinu sami se sebou nebo s jinou rostlinou. Studenti si mohou začít všímat některých zákonitostí ve způsobech dědění znaků. Mohou například rozpoznat, že rostlina s bílými květy zkřížená sama se sebou nebo s jinou rostlinou s bílými květy vytvoří pouze bíle kvetoucí rostliny, zatímco rostlina s fialovými květy zkřížená sama se sebou nebo s jinou rostlinou s fialovými květy někdy vytvoří bíle kvetoucí potomstvo. Pokud budete studenty během experimentování povzbuzovat, aby se dívali na jednotlivé znaky, možná zjistíte, že tyto zákonitosti začnou rozpoznávat sami.
Po provedení pěti křížení se aktivuje tlačítko Další a studenti mohou přejít k následující části.
Predikce výsledků
V této části webové laboratoře studenti zkoumají křížení rostlin a předpovídají, jak budou potomci těchto křížení vypadat.
Na obrazovce se objeví rostlina s kulatým hráškem a náhodným sortimentem dalších znaků. Mendel říká: „Zkřižte tuto rostlinu se sebou samou. Jaké tvary hrášku budou mít potomci?“
Když student přetáhne rostlinu do jednoho z políček Rodiče, objeví se tlačítko Křížení. Když student klikne na tlačítko Křížení, vyroste pět potomků. Někteří potomci z rostliny s kulatými hrášky mají vrásčité hrášky. Mendel se poté zeptá: „Překvapilo vás, že z rostliny s kulatým hráškem vzešlo několik potomků s vrásčitým hráškem?“
Na obrazovce se objeví rostlina s vrásčitým hráškem a studenti jsou požádáni, aby tuto rostlinu zkřížili sami se sebou. Stejně jako dříve, když student přetáhne rostlinu do jednoho z rodičovských polí, objeví se tlačítko Křížení. Když student klikne na tlačítko Křížení, vyroste pět potomků.
Zobrazí se Mendel a řekne: „Co jste se dozvěděli o svém hrášku?“. Studenti pravděpodobně poznají, že zatímco z rostliny s kulatými hrášky vzešlo několik potomků se svraštělými hrášky, z rostliny se svraštělými hrášky vzešlo pouze potomstvo se svraštělými hrášky. To je jeden z klíčů k Mendelovým pokusůmvlastnost, která nebyla patrná v rodičovské generaci, se objevila v generaci F1.
Když student klikne na tlačítko Další, na obrazovce se objeví dvě rostliny, obě se svraštělými hrášky. Student je požádán, aby předpověděl tvary potomků hrachu (kulatý i vrásčitý; všechny kulaté; všechny vrásčité; nebo nedokáže předpovědět). Protože alela, která vytváří vrásčitý hrách, je recesivní, budou mít všichni potomci tohoto křížení vrásčitý hrách.
Mendel pak vysvětluje pojem dominantní a recesivní alely slovy: „Prováděním svých pokusů s hráškem jsem se naučil hodně o genetice a o tom, jak se vlastnosti předávají. Všiml jsem si, že někdy se zdá, že potomci mají vlastnosti, které jejich rodiče nevykazovali. Znaky, které se zdály maskovat (nebo skrývat) jiné znaky, jsem nazval dominantními. Znaky, které se zdály být skryté, jsem nazval recesivní.“
Pedigree
V této části webové laboratoře studenti experimentují s rostlinami hrachu a snaží se zjistit, které alely jsou dominantní a které recesivní. Pomocí čtyř různých rostlin hrachu mohou studenti křížit rostliny sami se sebou nebo mezi sebou, aby zjistili dominanci. Jednou ze strategií, kterou mohou studenti použít, je křížení rostlin se sebou samýmipotomci, kteří vykazují jiný znak než rodič takového křížení, mají recesivní alelu (která byla v rodičovské generaci skryta dominantní alelou).
Mendel říká: „Pomocí těchto rostlin zjistěte, jak se předává znak pro barvu květů. Která barva je dominantní, bílá nebo fialová? Jedná se o rodokmen. Rostliny můžete křížit mezi sebou nebo mezi sebou.“
Když student klikne na jeden ze symbolů rostlin (bílé nebo černé pole), objeví se tlačítko křížení. Pokud student vybere dvě rostliny, obě rostliny se zkříží a níže se zobrazí potomci. Pokud student vybere pouze jednu rostlinu a klikne na tlačítko Křížení, pak se rostlina sama oplodní a potomci se zobrazí níže. Studenti mohou křížit rostliny tolikrát, kolikrát chtějí, než rozhodnou, která alela je dominantní.
Prozkoumat
Studenti mohou zkoumat všech sedm znaků hrachu, které Mendel zkoumal v této části. V rodokmenu se objeví čtyři rostliny hrachu a studenti si mohou vybrat, který znak zkoumají, pomocí rozbalovací nabídky v levém horním rohu obrazovky.
Když studenti určí, které alely jsou dominantní, mohou si svou volbu zapsat do poznámkového bloku kliknutím na tlačítko Zobrazit poznámkový blok. Tlačítko Zkontrolovat umožňuje studentům zkontrolovat odpovědi, které zadali do svých poznámkových bloků. V následující tabulce jsou uvedeny jednotlivé znaky a to, které znaky jsou dominantní a které recesivní.
| Znak | Dominantní projev | Recesivní projev |
| Tvar zralých semen (R) | Hladký | Vrásčitý |
|
Barva bělma semen (Y)
|
žlutá | zelená |
| Barva květu (P) | fialová | bílá |
| Tvar zralých lusků. (I) | Nafouklý | Sestouplý |
| Barva nezralých lusků (G) | Zelený | Žlutý |
| Poloha květů (A) | Osiový | Terminální |
| Délka stonku (T) | Vysoký | Zakrslý |
Glosář
Osiový
Květy umístěné blízko středu rostliny.
Dominantní
Vlastnosti, které zdánlivě maskují (nebo zakrývají) jiné vlastnosti.
Pedigree
Schéma rodinné historie používané pro sledování znaku v několika generacích.
Recesivní
Znaky, které mohou být v jedné generaci skryté a v další se objeví.
Terminální
Květy umístěné na koncích stonků.
Vlastnost
Rozlišovací znak.
Zpět na webový adresář laboratoří
.