การค้นพบของเมนเดล

เช็คชื่อเข้าเรียนที่นี่ (กดที่ลิงค์ด้านล่าง)

https://forms.gle/RRDBsxp2roTi3pUG7

ตัวชี้วัด

-อธิบายการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากการผสมโดยพิจารณาลักษณะเดียวที่แอลลีลเด่น

ข่มแอลลีลด้อยอย่างสมบูรณ์

-อธิบายการเกิดจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของลูกและคำนวณอัตราส่วนการเกิดจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของรุ่นลูก

ภาพจาก: https://www.takieng.com/stories/14028

ภาพจาก:https://www.plookphak.com/how-to-plant-sugar-pea/

ลักษณะของดอกถั่วลันเตา กลีบดอกปิดทำให้เกิดการผสมตัวเองภายในดอกเดียวกัน ทำให้ได้ลักษณะพันธุ์ที่เป็นพันธุ์แท้ เมนเดลเลือกลักษณะถั่วลันเตาที่ต้องการแล้วปล่อยให้ผสมตัวเอง จนเกิดผลและนำไปปลูกแล้วปล่อยให้ผสมตัวเอง ทำเช่นนี้หลาย ๆ รุ่น จนมั่นใจว่าเป็นพันธุ์แท้ตามที่ต้องการ

ภาพจาก : https://th.haenselblatt.com/articles/ornamental-gardens/what-is-a-butterfly-pea-plant-tips-on-planting-butterfly-pea-flowers.html

ดอกถั่วลันเตาที่มีเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมีย พร้อมผสมพันธุ์ภายในดอกเดียวกัน

ภาพจาก : https://sites.google.com/site/piyaphongnate/kar-khn-phb-thang-phanthu-sastr?tmpl=%2Fsystem%2Fapp%2Ftemplates%2Fprint%2F&showPrintDialog=1

เมนเดลทดลองผสมถั่วลันเตาพันธุ์แท้โดยศึกษาเฉพาะลักษณะที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนเพียง 1 ลักษณะเช่นในการศึกษาลักษณะสีของดอกถั่ว เมนเดลจะผสมพันธุ์ข้ามต้น โดยผสมถั่วรุ่นพ่อแม่ดอกสีม่วงพันธุ์แท้ กับดอกสีขาวพันธุ์แท้ และพิจารณาสีดอกของถั่วรุ่นลูกที่เกิดขึ้นโดยไม่พิจารณาลักษณะอื่น เรียกการผสมลักษณะนี้ว่าการผสมโดยพิจารณาลักษณะเดียว (monohybrid cross)

ตัวอย่างการผสมพันธุ์ถั่วลันเตาของเมนเดล

เมนเดลผสมดอกสีม่วงพันธุ์แท้กับดอกสีขาวพันธุ์แท้ รอจนกว่าจะติดผลซึ่งมีเมล็ดอยู่ภายในเมื่อเมล็ดแก่จึงนำเมล็ดแก่ไปเพาะสังเกตลักษณะสีดอกของต้นลูกที่เกิดขึ้น

ภาพจาก : https://sites.google.com/site/kimbiology123/bth-thi-2

ภาพ ลูกรุ่นที่ 1 (F1) ที่เกิดจากการผสมพันธุ์ถั่วลันเตาลักษณะต่าง ๆ 7 ลักษณะ

ภาพจาก : https://sites.google.com/site/grogermendel/phl-ngan-thang-phanthu-sastr

เมื่อเมนเดลทดลองนำลูกรุ่นที่ 1 มาผสมกัน ปรากฏว่า ลูกรุ่นที่ 2 มีทั้งลักษณะของต้นพ่อและต้นแม่ในอัตราส่วน 3:1 ดังตาราง

เมนเดลสังเกตว่าลักษณะด้อยจะไม่ปรากฏให้เห็นในลูกรุ่นที่ 1 แต่กลับมาปรากฏในลูกรุ่นที่ 2 และเมื่อนับจำนวนลูกรุ่นที่ 2 พบว่ามีอัตราส่วนระหว่างลักษณะเด่นและลักษณะด้อยมีค่าประมาณ 3 ต่อ 1 เมนเดลตั้งสมมติฐานโดยใช้หลักการทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายผลการทดลองว่าลักษณะแต่ละลักษณะของพืชถูกควบคุมด้วยหน่วยควบคุมลักษณะ ซึ่ง เมนเดล เรียกว่าแฟกเตอร์ (factor) ที่มีอยู่เป็นคู่ในเซลล์ของร่างกายโดยแฟกเตอร์ 1 มาจากพ่อและอีก แฟกเตอร์ หนึ่งมาจากแม่ เมื่อถึงเวลาที่มีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ แฟกเตอร์ที่อยู่เป็นคู่จะแยกจากกันไปอยู่เป็น แฟกเตอร์เดียว ในเซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์ สมมติฐานของเมนเดลปัจจุบันรู้จักกันในชื่อว่า กฎการแยก (Law of segregation) และเมื่อเซลล์สืบพันธุ์มาปฏิสนธิจะทำให้ได้ไซโกตซึ่งเป็นรุ่นลูก มีแฟกเตอร์ที่อยู่เป็นคู่เช่นเดิมอีก

ฮอรมvโลกัสโครโมโซม ในเซลล์ของต้นถั่วจะมียีนที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ เช่นยีนที่ควบคุมตำแหน่งของดอก ยีนที่ควบคุมลักษณะของฝัก และยีนที่ควบคุมความสูงของลำต้น ซึ่งแต่ละยีนจะมีรูปแบบของยีนอยู่ 2 รูปแบบ หรือ 2 แอลลีล เช่น ยีนที่ควบคุมความสูงของลำต้น มีแอลลีนควบคุมลักษณะต้นสูง และแอนลีนควบคุมลักษณะต้นเตี้ย

ยีนที่ควบคุมลักษณะเดียวกันในต้นถั่วอาจมี แอลลีล ที่เหมือนกันหรือแตกต่างกันก็ได้ ขึ้นอยู่กับแอลลีนที่ได้รับมาจากพ่อและแม่ เช่น ถ้าพ่อและแม่มีแอลลีลที่เหมือนกัน ลูกจะมีแอลลีนที่อยู่บนโฮโมโลกัสโครโมโซมเหมือนกัน และถ้าพ่อและแม่ มีแอลลีนต่างกันลูกก็จะมีแอลลีนบนฮอมอโลกัสโครโมโซมต่างกัน

แอลลีล ที่ควบคุมลักษณะเด่น เรียกว่าแอลลีลเด่น (dominant allele) ส่วนแอลลีน ที่ควบคุมลักษณะด้อยเรียกว่าแอลลีนด้อย (recessive allele) เมื่อมาเข้าคู่กัน แอลลีลเด่นจะสามารถคุม แอลีลด้อยไม่ให้ปรากฏลักษณะด้อยออกมาเรียก แอลลีลเด่นที่ข่มแอลลีลด้อย แบบนี้ว่า การข่มอย่างสมบูรณ์ (Complete dominant) ดังนั้นแม้มี แอลลีลเด่นเพียงแอลลีลเดียว สิ่งมีชีวิตก็จะแสดงลักษณะเด่นออกมาได้ ส่วนสิ่งมีชีวิตที่แสดงลักษณะด้อยจะต้องมีแอลลีลด้อยทั้งสองแอลลีน

นักพันธุศาสตร์นิยมใช้ตัวอักษรภาษาอังกฤษ ตัวพิมพ์ใหญ่ ตัวเอียง แทน แอลลีลเด่น และอักษรตัวพิมพ์เล็กตัวเอียง แทน แอลลีนด้อย เช่นใช้ตัวอักษร T แทนแอลลีนเด่นที่ควบคุมลักษณะต้นสูง และ t แทนแอลลีลด้อย ที่ควบคุมลักษณะต้นเตี้ย เมื่อแอลลีลทั้งสองมีการเข้าคู่กัน Tt เรียกรูปแบบการเข้าคู่กันของแอลลีลเช่นนี้ว่า จีโนไทป์ (genotype) การเข้าคู่กันของแอลลีลมีหลายรูปแบบ เช่น TT ,Tt หรือ tt เรียกลักษณะที่ปรากฏหรือแสดงออกมาว่า ฟีโนไทป์ (phenotype)

ภาพการผสมถั่วต้นสูงพันธุ์แท้ กับต้นเตี้ยพันธุ์แท้

จากภาพนักเรียนจะเห็นว่า ฟีโนไทป์ของพ่อแม่คือ ต้นสูง และ ต้นเตี้ย

จีโนไทป์ของพ่อแม่คือ TT และ tt

ในการสร้างเซลล์สืบพันธ์ุ จีโนไทป์จะถูกแยกจากกันและจะเข้าคู่กันอีกครั้งในการปฏิสนธิ ลูกรุ่นที่ 1 มีลักษณะต้นสูงทั้งหมด แต่มีจีโทป์ที่มีแอลลีลจากพ่อและแม่ Tt เรียกจีโนไทป์ที่มีคู่แอลลีล ต่างกันแบบนี้ว่า เฮเทอโรไซกัส (heterozygous)

เมื่อนำลูกรุ่นที่ 1 ที่มีจีโนไทป์เป็น เฮเทอโรไซกัส มาผสมกัน คือ Tt X Tt

จีโนไทป์ของลูกรุ่นที่ 2 ที่ออกมามี 3 แบบคือ TT ,Tt และ tt ในอัตราส่วน TT : Tt : tt = 1:2:1

ฟีโนไทป์ของลูกรุ่นที่ 2 คือ ต้นสูง และต้นเตี้ย ในอัตราส่วน 3:1

เรียกจีโนไปท์ที่เหมือนกันแบบนี้ TT , tt ว่า ฮอมอไซกัส (homozygous)