เมนเดล

1 ใบความรู 2 เรอ่ื ง การศึกษาของเมนเดล กฎของเมนเดล ประวตั ิ เกรเกอร เมนเดล เกรเกอร โยฮันน เมนเดล (Gregor JoHann Mendel) บาทหลวงชาวออสเตรยี เกิดเมื่อ พ.ศ. 2365 ทเ่ี มอื งไฮเซนดอรฟ เปน ผูคน พบและอธบิ ายหลักการถายทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม โดยศึกษาจากการผสมพนั ธุถ ่วั ลนั เตา จงึ ไดรับการยกยอ งใหเ ปน “บดิ าแหงวชิ าพนั ธศุ าสตร” ได ทดลองผสมพันธุถ ่วั ลนั เตา ซง่ึ เปนพืชทมี่ ลี ักษณะเหมาะสมในการศึกษาการถายทอดลักษณะทาง พันธุกรรมหลายประการ เชน ปลูกงา ย ชว งอายสุ ้นั มเี มล็ดมาก มกี ารถายทอดละอองเรณใู นดอก เดยี วกนั มีลกั ษณะของลาํ ตน ดอก ฝก และเมลด็ แตกตางกันอยา งชดั เจน จากการทดลองผสม ระหวา งพอ แมท ่ีมลี กั ษณะแตกตางกนั เพียงลักษณะเดยี ว เมนเดลไดชใ้ี ห เห็นวา ลกั ษณะทีป่ รากฏในรุนลกู เปน ผลมาจากการถายทอดหนว ยท่ี ควบคมุ ลกั ษณะตางๆ ซ่งึ ไดจ ากพอ และแม โดยผา นทาง เซลลสืบพนั ธุ ในการทดลองเพื่อศกึ ษา แบบแผนการถายทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมของส่งิ มชี ีวติ ซ่ึงศึกษาลกั ษณะความสูง ความเตีย้ ของ ลูกรนุ ที่ 1 หรือเรยี กยอ ๆ วา F1 ตอ จากนน้ั นาํ ตน ถวั่ รนุ F1 มาผสมกันเอง แลวศึกษาลกั ษณะ เดียวกันของลกุ รนุ ท่ี 2 หรือเรียกยอ ๆ วา F2ผลปรากฏดังน้ี Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

2 ตน ถั่วรุน ตางๆ ทไี่ ดจ ากการผสมพนั ธุ ผลการทดลองของเมนเดล พบวา ลูกรนุ F1 แสดงลักษณะเปน ตนถัว่ สูงทงั้ หมด ไมว า จะใช ตนถ่วั พันธุส ูงเปน พอ พนั ธหุ รอื แมพ นั ธุก็ตาม แสดงวา ลักษณะสงู เปน ลกั ษณะทแ่ี สดงออกในรุน F1 ทั้งหมด สวนลกู รนุ F2 จะมที งั้ ตน สงู ตน เตย้ี แสดงวา ลกั ษณะเตย้ี สามารถแสดงออก ไดใ นรนุ ลูก F2 นอกจากน้ี เมนเดลยงั ไดศึกษาลักษณะอนื่ ๆ ของตนถ่วั อีก 7 ลกั ษณะดงั นี้ Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

3 ลักษณะตนถั่วลันเตา 7 ลกั ษณะท่ีเมนเดลเลือกนาํ มาใชศกึ ษา แตล ะลักษณะมี 2 แบบท่ี แตกตาง อยา งชดั เจน ตาราง แสดงขอ มลู สว นหนึง่ ที่ไดจากผลการทดลองของเมนเดล ลกั ษณะทีศ่ กึ ษา รนุ พอ แม (P) รนุ ลกู (F1) รนุ หลาน (F2) อัตราสวนลกั ษณะ ทีพ่ บในรนุ หลาน (F2) รูปรา งเมล็ด กลม x ขรุขระ กลมท้ังหมด กลม (5,474) ขรขุ ระ (1,850) 2.94 : 1 สีเมล็ด เหลือง x เขยี ว เหลอื ง เหลือง (6,022) เขียว (2,001) 3.01 : 1 สีดอก ทั้งหมด รปู รางฝก สีมวง x สขี าว สมี วงทงั้ หมด สมี วง (705) สีขาว (224) 3.15 : 1 สฝี ก ตาํ แหนง ดอก อวบ x แฟบ อวบท้งั หมด อวบ (882) แฟบ (229) 2.92 : 1 ความสงู ลําตน เขยี ว x เหลือง เขยี วทัง้ หมด เขียว (428) เหลอื ง (152) 2.82 : 1 ท่กี ิ่ง x ที่ยอด ท่กี ่ิงทัง้ หมด ท่ีกง่ิ (615) ท่ียอด (207) 3.14 : 1 สงู x แคระ สงู ท้ังหมด สูง (787) แคระ (277) 2.94 : 1 Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

4 จากขอ มูลในตาราง พบวา ในรุน F1 ลกั ษณะที่ปรากฏมีเพียงแบบเดียว สวนในรนุ F2 แต ละลกั ษณะแสดงออกมา 2 แบบ ลกั ษณะทปี่ รากฏในรุน ตอๆ ไปไดทกุ รนุ และปรากฏมากกวา ดงั น้ัน เมนเดลจงึ เรยี กวา ลกั ษณะเดน ( dominant ) สวนลักษณะที่หายไป หรอื มโี อกาสปรากฏได ในบางรุนเรยี กวา ลักษณะดอ ย ( resessive ) จากตารางผลการผสมพนั ธุในรนุ พอแมร ะหวา งเมล็ด กลมกบั เมลด็ ขรขุ ระ ไดร ุนลูก F1 ที่มีลักษณะเดียวเทา นนั้ คือเมล็ดกลม ไมม ลี กั ษณะ ขรขุ ระปรากฏ รว มอยดู ว ย แตลักษณะทงั้ สองจะปรากฏใหเ หน็ ในรนุ F2 ในอัตราสว นของเมลด็ กลม(ลักษณะเดน ) ตอ ลกั ษณะ เมลด็ ขรุขระ(ลกั ษณะดอ ย) เปน 3 : 1 เพราะเหตใุ ดลกั ษณะเมล็ดขรขุ ระ จึงไมปรากฏในรนุ F1 แตกลับไปปรากฏ ในรนุ F2 ทง้ั ๆ ท่รี ุน พอ แม ( P ) มที ั้ง ลกั ษณะเมลด็ กลมและเมล็ดขรขุ ระ เมนเดลไดอ ธบิ ายวา ภายในเซลลข องสิง่ มีชีวติ ทกุ เซลล จะมี ลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม ซึ่งนักวทิ ยาศาสตรในยคุ ตอ มาเรยี กวา \"ยนี \" ( gene ) องคป ระกอบของยนี / รปู แบบของยนี คอื แอลลีล โดยในรนุ F1 แอลลีลทีแ่ สดงออกมาเปน ลักษณะเดน ( dominant ) สวนแอลลลี ทแ่ี สดงออกมาไมไ ดเ ปน ลักษณะดอย ( recessive ) ในการผสมพันธุถ่ัวลันเตาโดยพิจารณาลักษณะสีของฝก ถาให G เปนสัญลักษณแทนลักษณะฝกสี เขียวที่เปนลักษณะเดน แต g แทนลักษณะฝกสีเหลืองท่ีเปนลักษณะดอย แอลลีลท่ีอยูเปนคูกันจะ เปน ไปได 3 แบบ คอื GG Gg และ gg เรียกแอลลลี ทีเ่ ปนคนู ้วี า จโี นไทป ( genotype ) และลักษณะท่ี แสดงออกมา เรียกวา ฟโนไทป ( phenotype ) สวนตนถั่วที่มี จีโนไทป gg จะมีฟโนไทปเปนถ่ัวฝก สีเหลือง นั่นคือลักษณะดอย ซึ่งจะแสดงออกมาไดตองมีแอลลีลลักษณะดอย 2 แอลลีล การท่ี สิ่งมีชีวิตมีแอลลีล 2 แอลลีลเหมือนกัน เชน GG หรือ gg เรียกวามีสภาพเปน โฮโมไซกัส ( homozygous ) หรือ พันธุแท ( pure line ) สวนการที่มีแอลลีล 2 แอลลีลตางกัน เชน Gg มาคูกัน Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

5 1. กฎแหง การแยกตัว ( law of segretion ) ส่ิงมีชีวิตท่ีสืบพันธุแบบอาศัยเพศจะมีสิ่งท่ีควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม (ยีน) อยูกันเปน คูๆ แตละคูจะแยกออกจากกันเม่ือ มีการสรางเซลลสืบพันธุ ทําใหเซลลสืบพันธุแตละเซลลมีสิ่ง ควบคุมอยูเพียง 1 หนวย และเม่ือเซลลสืบพันธุผสมกัน สิ่งท่ีควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมจะ กลับมาเขาคกู นั อกี การผสมพนั ธถุ ัว่ ลนั เตาของเมนเดลในรุนตา งๆ Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

6 จากแผนภาพจะเหน็ ไดว า รนุ ลกุ F1 มีจีโนไทปแ บบเดยี ว คอื Tt และฟโ นไทปแสดงลกั ษณะตน สงู ทง้ั หมด อตั ราสว นของ ตน สงู :ตนเตย้ี = 1: 0 แมว า ลกั ษณะดอ ยจะไมปรากฏใหเ หน็ ในรนุ ลุก F1 แต กไ็ มไ ดห ายไป แอลลลี ทีค่ วบคุมลักษณะดอย จะไปแสดงออกในรนุ ลกู F2 ทาํ ใหม จี ีโนไทป 3 แบบ คอื TT : Tt : tt ในอัตราสว น 1 : 2 : 1 และมฟี โนไทป 2 แบบ คือ ตนสูง : ตนเตีย้ = 3 : 1 2. กฎแหง การรวมกลมุ อยา งอสิ ระ ( law of independent assortment ) ในเซลลสืบพนั ธุจะมกี ารรวมกลุม ของหนว ยพนั ธกุ รรม (ยีน) ในลกั ษณะตา งๆ การ รวมกลมุ ของยนี เหลา นจ้ี ะเปน ไปตามอิสระ จงึ ทาํ ใหเราสามารถทํานายผลทเ่ี กิดขึน้ ในรนุ ลุกและรนุ หลานได สิง่ มชี วี ติ โดยทว่ั ไปจะมกี ารถายทอดลักษณะทางพันธุกรรม หลายลักษณะไปพรอมๆ กนั เชน สขี องเมล็ดและลกั ษณะรปู ทรงของเมลด็ ความสูงของตน และสีเปลือกหมุ เมล็ด เปนตน ตัวอยาง เชน การนาํ ถ่ัวลันเตาเมลด็ กลมสีเหลือง ( SSYY ) ผสมกบั เมลด็ ขรขุ ระสีเขยี ว ( ssyy ) จะ ไดรุน ลูกรนุ F1 ลกั ษณะเมลด็ กลมสเี หลอื ง ( SsYy ) ท้ังหมด และเมอ่ื นาํ ลกู รุน F1 มาผสมกนั เอง พบวา ลูกรนุ F2 มลี กั ษณะ คอื เมลด็ กลมสเี หลือง (SSYY) เมล็ดกลมสเี ขียว (SSyy) เมล็ดขรุขระสี เหลือง (ssYY) และเมล็ดขรขุ ระสีเขียว (ssyy) แสดงวา ลกั ษณะของเมลด็ และสีของเมล็ดมีการ ถา ยทอดอยา ง เปนอิสระตอ กนั มฉิ ะนนั้ แลว ลักษณะเมลด็ กลมสเี หลอื งและเมลด็ ขรุขระสเี ขียว จะตองถา ยทอดไปดว ยกันเสมอ การผสมพนั ธถุ ่ัวเมลด็ กลมและเมลด็ ขรุขระ การทดลองผสมพนั ธโุ ดยพจิ ารณาทลี ะ 2 ลักษณะ ในภาพเปน การผสมพันธุรุนพอแมพ นั ธุแ ท ระหวาง เมล็ดสีเหลอื ง-กลม x เมล็ดสเี ขียว-ขรุขระ ( SSYY x ssyy ) จะไดถ ่วั รนุ ลูก ( F1 ) ทั้งหมด มี ลักษณะเดน ทง้ั 2 ลกั ษณะ ( SsYy ) และการผสม พันธกุ นั เองของรุน F1 ( SsYy x SsYy ) จะไดตน ถัว่ รนุ หลาน ( F2 ) ในอตั ราสวน 9 : 3 : 3 : 1 ซ่งึ เปน ไปตามกฎแหง การ แยกตวั และกฎแหงการ รวมกลุมอยางอิสระของเมนเดล Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th

7 การหาจโี นไทปแ ละฟโนไทป การผสมลกั ษณะเดียว วิธีการใชแผนภาพ เราสามารถเขียนแผนภาพแสดงวิธีผสมเซลลสืบพันธุเพื่อใชอธิบายผล การทดลองของเมนเดลทเ่ี ปน การผสมลกั ษณะเดียว จากตัวอยางของการผสมพันธุถ่ัวลันเตาดอกสีม วงกับดอกสขี าว โดยใชส ัญลักษณของยีนไดด งั น้ี อัตราสวนของลักษณะฟโนไทป ในรุนท่ี2 ดังตัวอยางขางบน เกิดจากการผสมกันแบบสุม (Random) ระหวา งละอองเกสรตวั ผูซ ึ่งเปนเซลลสบื พนั ธขุ องพอและไขซ ึ่งเปนเซลลสบื พนั ธุของ แม Retrieved from Digital Repository at Srinakharinwirot University http://kids-d.swu.ac.th