Laws of heredity was put forward by / आनुवंशिकता के नियम किसके द्वारा प्रतिपादित किए गए?
(1) Mendel / मेंडेल
(2) Mendeleev / मेंडेलीव
(3) Pavlov / पावलोव
(4) Koch / कोच
(SSC Section Officer (Audit) Exam. 10.12.2006)
Answer / उत्तर :-
(1) Mendel / मेंडेल
Explanation / व्याख्या :-
The laws of heredity were discovered by Gregor Mendel in about 1856-1863. Mendel conducted experiments in plant hybridization, collecting the results of cross-fertilizing hundreds of edible pea plants. The results from Mendel’s experiments confirmed his ideas about heredity: the law of segregation, which has become known as Mendel’s First Law, and the law of independent assortment, also known as Mendel’s Second Law.
Mendel’s Laws of Inheritance
Inheritance can be defined as the process of how a child receives genetic information from the parent. The whole process of heredity is dependent upon inheritance and it is the reason that the offsprings are similar to the parents. This simply means that due to inheritance, the members of the same family possess similar characteristics.
It was only during the mid 19th century that people started to understand inheritance in a proper way. This understanding of inheritance was made possible by a scientist named Gregor Mendel, who formulated certain laws to understand inheritance known as Mendel’s laws of inheritance.
Mendel’s Laws of Inheritance
Between 1856-1863, Mendel conducted the hybridization experiments on the garden peas. During that period, he chose some distinct characteristics of the peas and conducted some cross-pollination/ artificial pollination on the pea lines that showed stable trait inheritance and underwent continuous self-pollination. Such pea lines are called true-breeding pea lines.
Why was Pea Plant Selected for Mendel’s Experiments?
He selected a pea plant for his experiments:
- The pea plant can be easily grown and maintained.
- They are naturally self-pollinating but can also be cross-pollinated.
- It is an annual plant, therefore, many generations can be studied within a short period of time.
- It has several contrasting characters.
Mendel conducted 2 main experiments to determine the laws of inheritance. These experiments were:
- Monohybrid Cross Experiment
- Dihybrid Cross Experiment
While experimenting, Mendel found that certain factors were always being transferred down to the offspring in a stable way. Those factors are now called genes i.e. genes can be called the units of inheritance.
Mendel’s Experiments
Mendel experimented on a pea plant and considered 7 main contrasting traits in the plants. Then, he conducted both the experiments to determine the aforementioned inheritance laws. A brief explanation of the two experiments is given below.
Monohybrid Cross
In this experiment, Mendel took two pea plants of opposite traits (one short and one tall) and crossed them. He found the first generation offsprings were tall and called it F1 progeny. Then he crossed F1 progeny and obtained both tall and short plants in the ratio 3:1. To know more about this experiment, visit Monohybrid Cross – Inheritance Of One Gene.
Mendel even conducted this experiment with other contrasting traits like green peas vs yellow peas, round vs wrinkled, etc. In all the cases, he found that the results were similar. From this, he formulated the laws of Segregation And Dominance.
Dihybrid Cross
In a dihybrid cross experiment, Mendel considered two traits, each having two alleles. He crossed wrinkled-green seed and round-yellow seeds and observed that all the first generation progeny (F1 progeny) were round-yellow. This meant that dominant traits were the round shape and yellow colour.
He then self-pollinated the F1 progeny and obtained 4 different traits wrinkled-yellow, round-yellow, wrinkled-green seeds and round-green in the ratio 9:3:3:1.
After conducting for other traits, the results were found to be similar. From this experiment, Mendel formulated his second law of inheritance i.e law of Independent Assortment.
Conclusions from Mendel’s Experiments
- The genetic makeup of the plant is known as the genotype. On the contrary, the physical appearance of the plant is known as phenotype
- The genes are transferred from parents to the offsprings in pairs known as allele.
During gametogenesis when the chromosomes are halved, there is a 50% chance of one of the two alleles to fuse with the other parent. - When the alleles are the same, they are known as homozygous alleles and when the alleles are different they are known as heterozygous alleles.
Mendel’s laws
The two experiments lead to the formulation of Mendel’s laws known as laws of inheritance which are:
- Law of Dominance
- Law of Segregation
- Law of Independent Assortment
Law of Dominance
This is also called Mendel’s first law of inheritance. According to the law of dominance, hybrid off springs will only inherit the dominant trait in the phenotype. The alleles that are suppressed are called as the recessive traits while the alleles that determine the trait are known as the dormant traits.
Law of Segregation
The law of segregation states that during the production of gametes, two copies of each hereditary factor segregate so that offspring acquire one factor from each parent. In other words, allele (alternative form of the gene) pairs segregate during the formation of gamete and re-unite randomly during fertilization. This is also known as Mendel’s third law of inheritance.
Law of Independent Assortment
Also known as Mendel’s second law of inheritance, the law of independent assortment states that a pair of trait segregates independently of another pair during gamete formation. As the individual heredity factors assort independently, different traits get equal opportunity to occur together.
Key Points on Mendel’s Laws
- The law of inheritance was proposed by Gregor Mendel after conducting experiments on pea plants for seven years.
- The Mendel’s laws of inheritance include law of dominance, law of segregation and law of independent assortment.
- The law of segregation states that every individual possesses two alleles and only one allele is passed on to the offspring.
- The law of independent assortment states that the inheritance of one pair of genes is independent of inheritance of another pair.
आनुवंशिकता के नियमों की खोज ग्रेगर मेंडल ने लगभग 1856-1863 में की थी। मेंडल ने सैकड़ों खाद्य मटर के पौधों के क्रॉस-निषेचन के परिणामों को एकत्रित करते हुए, पौधों के संकरण में प्रयोग किए। मेंडल के प्रयोगों के परिणामों ने आनुवंशिकता के बारे में उनके विचारों की पुष्टि की: अलगाव का कानून, जिसे मेंडल के पहले कानून के रूप में जाना जाता है, और स्वतंत्र वर्गीकरण का कानून, जिसे मेंडल के दूसरे कानून के रूप में भी जाना जाता है।
मेंडल के वंशानुक्रम के नियम
वंशानुक्रम को इस प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है कि कैसे एक बच्चा माता-पिता से आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करता है। वंशानुक्रम की पूरी प्रक्रिया वंशानुक्रम पर निर्भर है और यही कारण है कि संतान माता-पिता के समान होती है। इसका सीधा सा मतलब है कि विरासत के कारण, एक ही परिवार के सदस्यों में समान विशेषताएं होती हैं।
19वीं सदी के मध्य में ही लोगों ने विरासत को सही तरीके से समझना शुरू किया था। विरासत की यह समझ ग्रेगोर मेंडल नामक एक वैज्ञानिक द्वारा संभव हुई, जिन्होंने विरासत को समझने के लिए कुछ कानून तैयार किए जिन्हें मेंडल के विरासत के नियमों के रूप में जाना जाता है।
मेंडल के वंशानुक्रम के नियम
1856-1863 के बीच, मेंडल ने मटर के बागों पर संकरण प्रयोग किए। उस अवधि के दौरान, उन्होंने मटर की कुछ विशिष्ट विशेषताओं को चुना और मटर की रेखाओं पर कुछ क्रॉस-परागण/कृत्रिम परागण किया जो स्थिर विशेषता विरासत को दर्शाता है और निरंतर आत्म-परागण करता है। मटर की ऐसी रेखाओं को ट्रू ब्रीडिंग मटर लाइन कहा जाता है।
मेंडल के प्रयोगों के लिए मटर के पौधे का चयन क्यों किया गया?
उन्होंने अपने प्रयोगों के लिए एक मटर के पौधे का चयन किया:
- मटर के पौधे को आसानी से उगाया और बनाए रखा जा सकता है।
- वे स्वाभाविक रूप से स्व-परागण कर रहे हैं, लेकिन उन्हें पार-परागण भी किया जा सकता है।
- यह एक वार्षिक पौधा है, इसलिए कम समय में कई पीढ़ियों का अध्ययन किया जा सकता है।
इसमें कई विपरीत वर्ण हैं।
मेंडल ने वंशानुक्रम के नियमों को निर्धारित करने के लिए 2 मुख्य प्रयोग किए। ये प्रयोग थे:
- मोनोहाइब्रिड क्रॉस प्रयोग
- डायहाइब्रिड क्रॉस प्रयोग
प्रयोग करते समय, मेंडल ने पाया कि कुछ कारकों को हमेशा एक स्थिर तरीके से संतानों में स्थानांतरित किया जा रहा था। वे कारक अब जीन कहलाते हैं अर्थात जीन को वंशागति की इकाई कहा जा सकता है।
मेंडल के प्रयोग
मेंडल ने एक मटर के पौधे पर प्रयोग किया और पौधों में 7 मुख्य विषम लक्षणों पर विचार किया। फिर, उन्होंने उपरोक्त विरासत कानूनों को निर्धारित करने के लिए दोनों प्रयोग किए। दो प्रयोगों का संक्षिप्त विवरण नीचे दिया गया है।
मोनोहाइब्रिड क्रॉस
इस प्रयोग में मेंडल ने विपरीत लक्षणों वाले मटर के दो पौधे (एक छोटा और एक लंबा) लिया और उन्हें पार किया। उन्होंने पाया कि पहली पीढ़ी की संतानें लंबी थीं और इसे F1 संतान कहा। फिर उसने F1 संतति को पार किया और 3:1 के अनुपात में लम्बे और छोटे दोनों प्रकार के पौधे प्राप्त किए। इस प्रयोग के बारे में अधिक जानने के लिए मोनोहाइब्रिड क्रॉस – इनहेरिटेंस ऑफ वन जीन पर जाएं।
मेंडल ने इस प्रयोग को अन्य विपरीत लक्षणों जैसे हरी मटर बनाम पीले मटर, गोल बनाम झुर्रीदार आदि के साथ भी किया। सभी मामलों में, उन्होंने पाया कि परिणाम समान थे। इससे उन्होंने अलगाव और प्रभुत्व के कानून तैयार किए।
डायहाइब्रिड क्रॉस
एक डायहाइब्रिड क्रॉस प्रयोग में, मेंडल ने दो लक्षणों पर विचार किया, जिनमें से प्रत्येक में दो एलील हैं। उन्होंने झुर्रीदार-हरे बीज और गोल-पीले बीजों को पार किया और देखा कि पहली पीढ़ी की सभी संतानें (F1 संतान) गोल-पीली थीं। इसका मतलब था कि प्रमुख लक्षण गोल आकार और पीला रंग थे।
फिर उन्होंने F1 संतान का स्व-परागण किया और 4 अलग-अलग लक्षण झुर्रीदार-पीले, गोल-पीले, झुर्रीदार-हरे बीज और 9: 3: 3: 1 के अनुपात में गोल-हरे प्राप्त किए।
अन्य लक्षणों के संचालन के बाद, परिणाम समान पाए गए। इस प्रयोग से मेंडल ने विरासत का अपना दूसरा नियम यानी स्वतंत्र वर्गीकरण का नियम तैयार किया।
मेंडल के प्रयोगों से निष्कर्ष
- पौधे के आनुवंशिक श्रृंगार को जीनोटाइप के रूप में जाना जाता है। इसके विपरीत, पौधे की शारीरिक बनावट को फेनोटाइप के रूप में जाना जाता है
- जीन को माता-पिता से संतानों में स्थानांतरित किया जाता है जो कि एलील के रूप में जाना जाता है।
- युग्मकजनन के दौरान जब गुणसूत्रों को आधा कर दिया जाता है, तो दो एलील में से एक के दूसरे माता-पिता के साथ फ्यूज होने की 50% संभावना होती है।
- जब युग्मविकल्पी समान होते हैं, तो उन्हें समयुग्मजी युग्मविकल्पी के रूप में जाना जाता है और जब युग्मक भिन्न होते हैं तो उन्हें विषमयुग्मजी युग्मक के रूप में जाना जाता है।
मेंडल के नियम
दो प्रयोगों से मेंडल के नियमों का निर्माण होता है जिन्हें वंशानुक्रम के नियम के रूप में जाना जाता है जो इस प्रकार हैं:
- प्रभुत्व का नियम
- अलगाव का कानून
- स्वतंत्र वर्गीकरण का नियम
प्रभुत्व का नियम
इसे मेंडल का वंशानुक्रम का प्रथम नियम भी कहते हैं। प्रभुत्व के नियम के अनुसार, हाइब्रिड ऑफ स्प्रिंग्स केवल फेनोटाइप में प्रमुख विशेषता को विरासत में लेंगे। जिन एलील्स को दबा दिया जाता है, उन्हें रिसेसिव लक्षण कहा जाता है, जबकि एलील जो कि विशेषता को निर्धारित करते हैं, उन्हें निष्क्रिय लक्षण के रूप में जाना जाता है।
अलगाव का कानून
पृथक्करण का नियम कहता है कि युग्मकों के उत्पादन के दौरान, प्रत्येक वंशानुगत कारक की दो प्रतियां अलग हो जाती हैं ताकि संतान प्रत्येक माता-पिता से एक कारक प्राप्त कर सके। दूसरे शब्दों में, एलील (जीन का वैकल्पिक रूप) जोड़े युग्मक के निर्माण के दौरान अलग हो जाते हैं और निषेचन के दौरान बेतरतीब ढंग से फिर से जुड़ जाते हैं। इसे मेंडल के वंशानुक्रम के तीसरे नियम के रूप में भी जाना जाता है।
स्वतंत्र वर्गीकरण का नियम
मेंडल के वंशानुक्रम के दूसरे नियम के रूप में भी जाना जाता है, स्वतंत्र वर्गीकरण के नियम में कहा गया है कि युग्मक निर्माण के दौरान विशेषता की एक जोड़ी दूसरे जोड़े से स्वतंत्र रूप से अलग हो जाती है। चूंकि व्यक्तिगत आनुवंशिकता कारक स्वतंत्र रूप से मिश्रित होते हैं, विभिन्न लक्षणों को एक साथ होने का समान अवसर मिलता है।
मेंडल के नियमों पर मुख्य बिंदु
- सात वर्षों तक मटर के पौधों पर प्रयोग करने के बाद ग्रेगोर मेंडल द्वारा वंशानुक्रम का नियम प्रस्तावित किया गया था।
- मेंडल के विरासत के नियमों में प्रभुत्व का कानून, अलगाव का कानून और स्वतंत्र वर्गीकरण का कानून शामिल है।
- पृथक्करण के नियम में कहा गया है कि प्रत्येक व्यक्ति में दो एलील होते हैं और केवल एक एलील संतान को दिया जाता है।
- स्वतंत्र वर्गीकरण का नियम कहता है कि एक जोड़ी जीन की विरासत दूसरे जोड़े की विरासत से स्वतंत्र है।