背景
このWebラボでは、オーストリアの修道士グレゴール・メンデル（1822-1884）が行ったように、生徒は庭のエンドウ（Pisum sativum）で実験します。 メンデルがエンドウ豆の実験を選んだのは、エンドウ豆が4つの重要な性質を持っていたからです。
- エンドウ豆は真の繁殖（すべての子孫が世代を超えて同じ性質を持つ）であることが示されていました。
- エンドウは対照的な形質（紫と白い花、丸としわのある種）をいろいろ持っています。 エンドウは通常、自家受粉で繁殖し、ある花の花粉が同じ花の卵を受精させます。
- エンドウは成長が早く、あまり場所を必要としない植物です。
メンデルが研究した形質を以下に列挙する。
- 熟した種子の形（R）滑らかか、しわがあるか
- 種子の卵白の色（Y）黄色か緑
- 花の色（P）紫または白
- 熟したさやの形（I）膨らんだか縮んだか
- 熟してないさやの色（S）黄色か緑 熟したさやの形（M）は膨らんだか縮んだか
- 熟してないさやは、熟したか縮んだか
- 花の位置 (A) 軸または末端
- 茎の長さ (T) 高または低
This web lab has five sections that are access through “Sections” buttons in lower left-application… …を表示します。 学生は、クリックしてウェブラボ全体を探索したり、メニューを使用して特定のセクションにジャンプすることができます。 各セクションの説明は以下の通りです。
はじめに
Mendel は Web ラボ全体を通して生徒のガイド役です。 最初に登場したとき、彼は「こんにちは」と言います。 私の名前はグレゴール・メンデルです。 私は1800年代にオーストリアに住んでいて、まだ誰も遺伝子や遺伝学について知らない頃でした。 私は、形質が親から子へどのように受け継がれるかを研究するために植物を使って実験を行い、今日でも皆さんの教科書で使われている遺伝の基本的な法則を発見しました。 私の実験を試して、遺伝についてどんな発見があるか見てみましょう。 次へをクリックしてください。
次の文章は、「私がエンドウの植物を使ったのは、成長が早く簡単で、異なる形質を見たり認識したりするのが簡単だからです」
Plant & Cross
Webラボのこのセクションでは、メンデルが実験した形質を調べ、エンドウを交差させてどんな子孫ができるか見ることができます。
メンデルは学生に、「5 つのエンドウ豆の苗を植えて、それらがどのように見えるかを観察する」ように促しています。 生徒が「植える」ボタンをクリックすると、メンデルのアニメーションが5本のエンドウ豆の苗を植え、水をやります。 どの苗もすぐに芽を出す。 カーソルで植物の上を転がすと、生徒はサヤエンドウの色、サヤの形、熟した種の色と形を見ることができます。
アプリケーションを実行するたびに植物がランダムに選ばれますが、サヤエンドウ植物の異なるバリエーションのすべてが、この成長するサヤエンドウで見ることができます。 5 つの植物を植えて育てた後、メンデルは学生に、植物に見られる特徴的な形質がいくつあるか尋ねます。 次の画面では、7種類の形質があることが明らかにされています。
- エンドウ豆の形（丸いかしわくちゃ）
- エンドウ豆の色（緑か黄色）
- ポッドの形（縮んでいるか膨らんでいる）
- ポッドの色（緑か黄色）
- 花の色（紫、白）
- 株の大きさ（背丈、矮性）
- 花の位置（軸性、先端性）
。
これらの特徴はすべて下の植物に描かれているものである。
次に、生徒たちは植物の交配を実験するよう求められます。 育てた5つの植物を使って、どんな植物でも自分自身と、あるいは他の植物と交配させることができます。 生徒たちは、形質が継承される方法について、いくつかのパターンに気づき始めるかもしれません。 たとえば、白い花を咲かせる植物と自分または別の白い花を咲かせる植物とを交配すると、白い花を咲かせる植物しか生まれないこと、紫色の花を咲かせる植物と自分または別の紫色の花を咲かせる植物とを交配すると、白い花を咲かせる子どもが生まれる場合があることに気づくかもしれません。
5つの交配を行った後、[次へ] ボタンが有効になり、次のセクションに進むことができます。
結果の予測
このセクションで、生徒は植物の交配について調べ、これらの交配の子孫がどのようになるかを予測します。
丸いエンドウ豆と他の形質をランダムに取り揃えた植物がスクリーンに表示されます。 メンデルは「この植物と自分自身を交配せよ」と言う。
生徒が植物を親ボックスの1つにドラッグすると、「交配」ボタンが表示されます。 生徒が十字ボタンをクリックすると、5つの子株が育ちます。 丸いエンドウ豆の植物の子孫のいくつかは、しわしわのエンドウ豆を持っています。 メンデルは、「丸いエンドウ豆の植物から、しわのあるエンドウ豆の子孫が生まれたことに驚きましたか」と質問します。 前と同じように、生徒が植物を親ボックスの1つにドラッグすると、交配ボタンが表示されます。
メンデルが現れ、”What did you learn about your peas? “と言うのです。 生徒たちはおそらく、丸いエンドウ豆を持つ植物がしわのあるエンドウ豆を持つ子孫をいくつか作ったのに対し、しわのあるエンドウ豆を持つ植物はしわのあるエンドウ豆を持つ子孫しか作らなかったことに気づくでしょう。
生徒が「次へ」をクリックすると、画面に2つの植物が表示され、両方ともしわくちゃのエンドウ豆を持っています。 生徒は、子孫のエンドウ豆の形を予測するよう求められます（丸いものとしわのあるもの両方、すべて丸いもの、すべてしわのあるもの、または予測できない）。 しわくちゃのエンドウ豆を作る対立遺伝子は劣性なので、この交配の子孫はすべてしわくちゃのエンドウ豆を持つことになります。
次にメンデルは、「エンドウ豆の実験をすることによって、私は遺伝学と形質がどのように受け継がれるかについて多くを学びました」と言って、優性対立遺伝子と劣性対立遺伝子の概念について説明します。 そして、「エンドウ豆の実験を通して、遺伝や形質の受け継がれ方について多くのことを学んだ。 私は、他の形質を覆い隠してしまうような形質を「優性形質」と呼びました。 2646>
Pedigree
Web ラボのこのセクションでは、生徒はエンドウ豆の植物を使って、どの対立遺伝子が優勢で、どれが劣勢かを発見しようと実験しています。 4 種類のエンドウ豆の植物を使って、生徒は自分自身と、またはお互いに植物を交配して、優性を決定することができます。 そのような交配の親とは異なる形質を示す子孫は、劣性対立遺伝子 (親世代では優性対立遺伝子によって隠されていた) を持っています。 白と紫、どちらの色が優勢なのでしょうか？ これは血統書です。 植物同士を交配させることができます」
生徒が植物のシンボル（白または黒のボックス）の1つをクリックすると、交配ボタンが表示されます。 生徒が2つの植物を選択すると、その2つの植物が交配され、子孫が下に表示されます。 もし生徒が1つの植物だけを選択して十字ボタンをクリックすると、その植物は自家受精し、子孫は下に表示されます。
探索
生徒はこのセクションでメンデルが探索したエンドウ豆の形質の7つすべてを探索することができる。 4つのエンドウ豆の植物が血統に表示され、学生は画面の左上隅にあるプルダウンメニューで見ている形質を選択できます。
学生がどの対立遺伝子が優勢であるかを決定したら、メモ帳を表示ボタンをクリックして、自分の選択をメモ帳に記録することができます。 チェックボタンにより、生徒はメモ帳に入力した答えを確認することができます。 次の表は、それぞれの形質と、どの形質が優性でどの形質が劣性かを示しています。
| 形質 | 優性表現 | 劣性表現 |
| 熟した種の形（R） | 滑らか | しわが多い |
種皮の色 (Y)
|
黄 | 緑 |
| 花の色 (P) | 紫 | 白 |
| 熟鞘のかたち (I) | 膨張 | 収縮 |
| 未熟なさやの色 (G) | 緑 | 黄 |
| 花の位置 (A) | 軸上末端 | |
| 茎の長さ（T） | 高 | 矮 |
用語解説
軸性
植物の中央近くに花があること。
ドミナント
他の形質を隠している（または隠している）ように見える形質。
血統
形質を数世代にわたって追跡するために使用する家系の図。
回帰性
ある世代で隠され、次に現れることがある形質。
Terminal
茎の先にある花。
Trait
際立った特徴。
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