1. Đậu Hà Lan Pisum sativum
Menđen đã rất may mắn khi chọn đối tượng thí nghiệm: Đậu Hà Lan Pisum sativum
Mendel bắt đầu kiểm tra sự khác nhau đa dạng của cây đậu Hà Lan trong những nghiên cứu của mình, về đặc tính di truyền và những tính trạng phù hợp cho các nghiên cứu của ông
2. Các tính trạng ở cây đậu Hà Lan
Ông đã kiểm soát được quá trình thụ phấn của cây, bằng cách chủ động đem phấn hoa từ cây này đến thụ phấn cho cây khác. Do ông đã biết rõ ràng nguồn gốc của thế hệ cha mẹ trong các thí nghiệm của mình. Cây đậu mà Mendel chọn làm đối tượng nghiên cứu là loại cây lưỡng tính, nó mang cả cơ quan sinh sản đực và cái trên cùng một hoa. Do đó nếu không có sự can thiệp từ bên ngoài thì sẽ xẩy ra quá trình tự thụ phấn. Mendel đã lấy phấn hoa ở cây này đem đến thụ phấn cho hoa ở cây khác, cây được thụ phấn đã được cắt bộ phận sinh sản đực. Đây chính là cách mà Mendel đã sử dụng trong một số thí nghiệm của ông.
Mendel đã tách các giống thuần chủng bằng cách thực hiện lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình lai cùng dòng và tiến hành chọn lọc.
Phương pháp tư duy phân tích của vật lý: tách từng tính trạng ra để nghiên cứu.
Phương pháp toán học dùng toán sác xuất để phân tích các kết quả lai qua nhiều thế hệ.
3. Cơ chế di truyền
Cách đây hơn một trăm năm, người ta nhận ra rằng có rất nhiều đặc tính được di truyền từ bố mẹ sang con cái. Mặc dù điều này đã được ghi nhận một cách tổng quát từ thời nguyên thủy, nó vẫn thu hút một sự quan sát của một tu sĩ người Áo – người đã thực hiện thí nghiệm trên các cây đậu để làm sáng tỏ vấn đề. Gregor Mendel tiến hành phép lai giữa những cây đậu thuộc các dòng khác nhau. Một số cây đậu này cho hạt trơn, số khác cho hạt nhăn. Một số cây cao, trong khi số khác lại thấp. Một số cây nở hoa tím, số khác lại nở hoa trắng.
Mendel nhận thấy rằng, bằng một cách nào đó, thông tin quy định mỗi đặc tính này được truyền sang thế hệ tiếp theo. Và ông quan sát thấy mỗi tính trạng được truyền sang thế hệ kế tiếp một cách độc lập so với các tính trạng khác.
Kể từ thời Mendel, con người đã hiểu biết thêm rất nhiều về cách thức mà tính trạng được truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác. Mỗi tính trạng đơn lẻ của cây đậu – cũng như của tất cả mọi sinh vật khác – được chứa đựng trong nhân của tế bào, trong những cấu trúc có tên gọi là nhiễm sắc thể. Hơn thế nữa, chúng ta còn phát hiện ra rằng mỗi tính trạng lại được quy định bởi một phần đặc biệt trong nhiễm sắc thể gọi là Gen.
Gen chính là nơi chứa các thông tin được chuyển tiếp từ thế hệ này sang thế hệ khác. Chính gen quyết định các tính trạng của một sinh vật. các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng gen được cấu tạo từ DNA. Các phân tử RNA đóng vai trò phiên mã cho các thông tin mã hóa trong DNA, nhờ đó nhiều bộ phận trong tế bào được tạo thành.
4. Điểm mới trong phương pháp của Mendel
Chắc chắn Mendel không phải là người đầu tiên băn khoăn về hiện tượng di truyền ở sinh vật. Nhưng ông là người đầu tiên thành công trong nghiên cứu, đã đưa ra được 3 định luật di truyền cơ bản nhất của di truyền học. Sở dĩ như vậy vì phương pháp nghiên cứu của ông có những điểm mới sau:
– Tạo dòng thuần chủng:
Trước khi nghiên cứu ông đã tạo các dòng đậu thuần chủng hoàn toàn thủ công. Đó là cho các cây đậu dạng bố, mẹ (hướng tính trạng dự định nghiên cứu) tự thụ phấn liên tục để thu được dòng thuần.
– Xem xét từng cặp tính trạng tương phản:
Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc vài cặp tính trạng tương phản rồi theo dõi các đời con cháu, phân tích sự di truyền của mỗi cặp tính trạng, trên cơ sở phát hiện quy luật di truyền chung của nhiều tính trạng.
– Sử dụng phép lai phân tích:
Đó là phương pháp đem lai cá thể cần phân tích kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn, sau đó phân tích kết quả lai. Trên cơ sở đó xác định được bản chất của sự phân li tính trạng là do sự phân li, tổ hợp của các nhân tố di truyền trong giảm phân và thụ tinh. Từ nhận thức này đã cho phép xây dựng được giả thiết giao tử thuần khiết.
– Dùng xác suất thống kê:
Ông sử dụng toán thống kê và lý thuyết xác suất để phân tích quy luật di truyền các tính trạng của bố mẹ cho các thế hệ sau.
Ngoài ra một điểm góp phần quan trọng vào thành công của Mendel đó là ông đã chọn đối tượng nghiên cứu phù hợp. Đậu Hà Lan có những ưu điểm sau đối với việc nghiên cứu di truyền:
– Thời gian sinh trưởng ngắn trong vòng 1 năm.
– Cây đậu Hà Lan có khả năng tự thụ phấn cao độ do cấu tạo của hoa, nên tránh được sự tạp giao trong lai giống.
