Методический анализ преждевременных открытий Г. Менделя – необходимая предпосылка усвоения сущности хромосомной теории наследственности, так как эти открытия стояли у ее истоков. Хромосомная теория – превосходная модель для показа взаимодействия идей и фактов в биологическом познании.

Теоритические и экспериментальные предпосылки хромосомной теории «созревали» в недрах цитологии. Одним из источников этой теории стала умозрительная гипотеза наследственности А Вейсмена (1834-1914). В ее основе лежит идея резкого ограничения тела организма (сомы), клетки которой стареют и умирают, от половых клеток, которые не изменяются в течение жизни. Содержимое их ядер (зародышевая плазма) определяет совокупность наследственных свойств организма. Половые клетки, по А. Вейсману, потенциально бессмертны, они сохраняют зародышевую плазму полностью и обеспечивают непрерывность ее передачи из поколения в поколение – зародышевый путь. Наследственные изменения – результат непосредственного воздействия на зародышевую плазму. А. Вейсман разработал умозрительную иерархию гипотетических единиц наследственности. Наследственные единицы самого низкого уровня определяют отдельные признаки клеток. Единицы более крупного масштаба обусловливают развитие совокупности клеток какого-либо типа, тканей. Все эти факторы А Вейсман объединил в наиболее крупные единицы наследственности, отождествленные им с хромосомами.

Другой источник хромосомной теории – экспериментальные исследования немецкого цитолога и эмбриолога Т. Бовери (1862-1915). В 1887-1905 г. г. он четко сформулировал принцип индивидуальности хромосом, показал постоянство числа и формы хромосом у каждого вида, представил экспериментальные доказательства наследственной роли ядра (1889). По Т. Бовери, каждая хромосома вносит специфический вклад в развитие особи, причем от их числа в кратких наборах зависят размеры клеток (ядерно-плазменные отношения).

Благодаря исследованиям цитологов были сформированы обобщения – основа хромосомной теории (Т. Бовери и У. Сеттон, 1902-1903):

В зиготе и возникших из нее соматических клеток одна половина числа хромосом материнского происхождения (от сперматозоида). В результате ядро соматических клеток содержит пары сходных, гомологических хромосом – отцовских и материнских. Число пар равно гаплоидному числу хромосом.

Хромосомы сохраняют структурную и генетическую индивидуальность в жизненном цикле органов.

В мейозе гомологичные хромосомы попарно коньюгируют, а затем расходятся, попадая в разные зародышевые клетки.

Каждая хромосома играет определенную роль в развитии особи.

Было высказано и предложение о том, что все наследственные факторы одной хромосомы наследоваться совместно (идея сцепленного наследования).

Ознакомление школьников с результатами опытов Г. Менделя, с идеями А Вейсмана и формулировками хромосомной теории дает возможность им самостоятельно обнаружить «параллелизм» в поведении хромосомы и гипотетических наследственных факторов Г. Менделя.

Становится также ясной и исследовательская программа Т. Г. Моргана (1866-1945). Конкретизировав представления о генах, он показал их материальную природу, локализацию в хромосомах, заложив основу современной теории гена. Ознакомление с формулировками Т. Моргана показывает их связь с идеями А Вейсмана, Г. Менделя, Т. Бовери и У. Сеттона:

Гены находятся в хромосомах и в пределах одной хромосомы образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

В хромосоме гены расположены линейно.

Частота кросинговера, происходящего в мейозе, пропорциональна расстоянию между генами.

В школьных учебниках хромосомная и генная теории в лучшем случае лишь называются, их положения четко не формулируются, умозрительные построения и эмпирические данные не отделяются друг от друга и не связываются между собой. В результате выпускники не только не могут сформулировать эти теории, но и не представляют себе того пути научного познания, который привел к открытию наиболее фундаментальных положений современной генетики.

Для преодоления недостатков необходимы специальные задания, рассчитанные на работу учащихся с текстом учебника и с формулировками идей А Вейсмана, г. Менделя, у. Сеттона и Т. Моргана.

Изучение основ генетики по принципу восхождения от абстрактного к конкретному как необходимый этап предполагает обращение к истокам молекулярной генетики – концепции наследственных молекул, сформированной в 1928 г. Н. К. Кольцовым (1872-1940).