Основные этапы развития генетики

Скачать 77.67 Kb.

Название	Основные этапы развития генетики
Дата публикации	04.08.2013
Размер	77.67 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Биология > Документы

Основные этапы развития генетики Ермушин Э.Н. 0.182

Генетика - область биологии, изучающая наследственность и изменчивость.

Человеком давно отмечены три явления, относящиеся к наследственности: во-первых, сходство признаков потомков и родителей; во-вторых, отличия некоторых (иногда многих) признаков потомков от соответствующих родительских признаков; в-третьих, возникновение в потомстве признаков, которые были лишь у далеких предков. Преемственность признаков между поколениями обеспечивается процессом оплодотворения.

Различают следующие формы отбора: стабилизирующий, движущий (направленный), дизруптивный. Стабилизирующий отбор направлен на сохранение ранее возникших видовых особенностей (И. И. Шмальгаузен). Он устраняет все уклонения от нормы, не имеющие значения в данных конкретных условиях. Напротив, движущий отбор способствует перестройке популяции. Его результат - преобладание какого-либо из ранее немногочисленных уклонений. Дизруптивный отбор расчленяет популяцию на две или несколько форм и устраняет формы промежуточные. Новый тип отбора - дестабилизирующий - был открыт Д. К. Беляевым при изучении доместикации (одомашнивания) животных. Этот отбор основан на изоляции особей, сопровождается глубокой перестройкой многих морфологических и физиологических признаков организма и осуществляется через генетическое воздействие на нервную и эндокринную системы.

Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель	Высказали первые идеи о механизме наследственности
Ж.-Б. Ламарк	Автор первой научной теории эволюции, объяснил принцип передачи приобретенных в течение жизни индивидуума новых признаков потомству
Ч. Дарвин	Выдвинул теорию пангенезиса, объяснявшую наследование приобретенных признаков
А. Вейсман	Он выдвинул гипотезу о существовании в организме особой наследственной субстанции, названной им «зародышевой плазмой», которая в полном объеме присутствует только в половых клетках. Принял и развил идею, высказанную в те же годы некоторыми цитологами, согласно которой наследственный материал сосредоточен в ядерной субстанции клеток, т. е. в хромосомах
Г. Мендель	Открыл законы наследственности, заложили основы становления генетики как самостоятельной науки
К. Корренсом, Э. Чермаком и К. де Фризом	Переоткрыли законы открытые Менделем(спустя век!)
В. Бэтсоном	Дал название Генетике
В. Иоганнсен	Ввел понятия, как ген, генотип и фенотип
Г. де Фриз	Выдвинул теорию изменчивости, основанную на представлении о скачкообразности изменений наследственных свойств в результате мутаций
Т.Г. Моргана и его школы в США (А. Стертевант, Г. Меллер, К. Бриджес)	Была создана хромосомная теория наследственности, согласно которой гены являются дискретными элементами нитевидных структур клеточного ядра - хромосом. Были составлены первые генетические карты хромосом плодовой мушки, ставшей к тому времени основным объектом генетики.

Ч. Дарвин в 1868 г. выдвинул теорию пангенезиса, согласно которой все клетки и ткани как эмбриона, так и взрослого организма образуют мельчайшие частицы - «геммулы». Эти геммулы, циркулируя по сосудистой системе животных и растений, в конце концов достигают половых клеток, и таким путем в эти клетки поступает информация о структуре и функциях всех частей организма. У потомков развиваются органы и ткани, от которых произошли геммулы, со всеми особенностями, приобретенными в течение жизни родителей. Дарвин не исключал, что в некоторых случаях геммулы могут находиться в «дремлющем состоянии» и начать функционировать лишь спустя ряд поколений, с чем и связано появление у потомков признаков далеких предков. Отметим, что дарвиновская теория пангенезиса, допуская наследование благоприобретенных признаков, более приемлема для ламаркизма, чем для эволюционной теории самого Дарвина.

Основные законы наследуемости были описаны более века назад чешским монахом Грегором Менделем (1822-1884), преподававшим физику и естественную историю в средней школе г. Брюнна (г. Брно).

Мендель занимался селекционированием гороха, и именно гороху, научной удаче и строгости опытов Менделя мы обязаны открытием основных законов наследуемости: закона единообразия гибридов первого поколения, закона расщепления и закона независимого комбинирования.

Мендель экспериментировал с 22 разновидностями гороха, отличавшимися друг от друга по 7 признакам (цвет, текстура семян). Свою работу Мендель вел восемь лет, изучил 10 000 растений гороха. Все формы гороха, которые он исследовал, были представителями чистых линий; результаты скрещивания таких растений между собой всегда были одинаковы. Результаты работы Мендель привел в статье 1865 г., которая стала краеугольным камнем генетики. Трудно сказать, что заслуживает большего восхищения в нем и его работе - строгость проведения экспериментов, четкость изложения результатов, совершенное знание экспериментального материала или знание работ его предшественников.

Законы Менделя

Закон единообразия гибридов первого поколения:

Утверждает, что скрещивание особей, различающихся по данному признаку (гомозиготных по разным аллелям), дает генетически однородное потомство (поколение F 1), все особи которого гетерозиготны. Все гибриды F 1 могут иметь при этом либо фенотип одного из родителей (полное доминирование), как в опытах Менделя, либо, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения F 1, могут проявить признаки обоих родителей (кодоминирование). Этот закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и aа) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны - Аа), а значит, и по фенотипу.

Закон расщепления :

Суть его состоит в следующем. Когда у организма, гетерозиготного по исследуемому признаку, формируются половые клетки - гаметы, то одна их половина несет один аллель данного гена, а вторая - другой. Поэтому при скрещивании таких гибридов F 1 между собой среди гибридов второго поколения F2 в определенных соотношениях появляются особи с фенотипами как исходных родительских форм , так и F 1.В основе этого закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А и а), которое обеспечивает образование у гибридов F 1 гамет двух типов, в результате чего среди гибридов F2 выявляются особи трех возможных генотипов в соотношении 1АА : 2 Аа : 1аа. Иными словами, «внуки» исходных форм - двух гомозигот, фенотипически отличных друг от друга, дают расщепление по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.Однако это соотношение может меняться в зависимости от типа наследования. Так, в случае полного доминирования выделяются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т.е. два фенотипа в отношении 3:1. При неполном доминировании и кодоминировании 50% гибридов второго поколения (F2) имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% - фенотипы исходных родительских форм , т .е . наблюдается расщепление 1 :2:1 .

Закон независимого комбинирования

признаков:

Говорит о том, что каждая пара альтернативных признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга, в результате чего среди потомков первого поколения (т.е. в поколении F2) в определенном соотношении появляются особи с новыми (по сравнению с родительскими) комбинациями признаков. Например, в случае полного доминирования при скрещивании исходных форм, различающихся по двум признакам, в следующем поколении (F2) выявляются особи с четырьмя фенотипами в соотношении 9:3:3:1. При этом два фенотипа имеют «родительские» сочетания признаков, а оставшиеся два - новые. Данный закон основан на независимом поведении (расщеплении) нескольких пар гомологичных хромосом. Так, при дигибридном скрещивании это приводит к образованию у гибридов первого поколения (F 1) 4 типов гамет (АВ, Ав, аВ, ав), а после образования зигот - к закономерному расщеплению по генотипу и, соответственно, по фенотипу в следующем поколении (F2).

С чем же связана важность исключений из закона Менделя о независимом комбинировании? Дело в том, что именно эти исключения позволяют определять хромосомные координаты генов (так называемый локус).

В случаях когда наследуемость определенной пары генов не подчиняется третьему закону Менделя, вероятнее всего эти гены наследуются вместе и, следовательно, располагаются на хромосоме в непосредственной близости друг от друга. Зависимое наследование генов называется сцеплением, а статистический метод, используемый для анализа такого наследования, называется методом сцепления. Однако при определенных условиях закономерности наследования сцепленных генов нарушаются. Основная причина этих нарушений - явление кроссинговера, приводящего к перекомбинации (рекомбинации) генов. Биологическая основа рекомбинации заключается в том, что в процессе образования гамет гомологичные хромосомы, прежде чем разъединиться, обмениваются своими участками.

Кроссинговер - процесс вероятностный, а вероятность того, произойдет или не произойдет разрыв хромосомы на данном конкретном участке, определяется рядом факторов, в частности физическим расстоянием между двумя локусами одной и той же хромосомы. Кроссинговер может произойти и между соседними локусами, однако его вероятность значительно меньше вероятности разрыва (приводящего к обмену участками) между локусами с большим расстоянием между ними.

Условия при которых действуют Законы Менделя

Гомозиготность исходных скрещиваемых форм

Образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях (обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью гамет всех типов; равной вероятностью встречи любых гамет при оплодотворении

Одинаковая жизнеспособность зигот всех типов

Нарушение этих условий может приводить либо к отсутствию расщепления во втором поколении, либо к расщеплению в первом поколении; либо к искажению соотношения различных генотипов и фенотипов. Законы Менделя имеют универсальный характер для всех диплоидных организмов, размножающихся половым способом. Знание и применение законов Менделя имеет огромное значение в медико-генетическом консультировании и определении генотипа фенотипически «здоровых» людей, родственники которых страдали наследственными заболеваниями, а также в выяснении степени риска развития этих заболеваний у родственников больных.

Значение работ Менделя для развития генетики

Совсем иные следствия вытекали из семилетней работы Менделя, по праву составляющей фундамент генетики. Во-первых, он создал научные принципы описания и исследования гибридов и их потомства (какие формы брать в скрещивание, как вести анализ в первом и втором поколении). Мендель разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков, что представляло собой важное концептуальное нововведение. Во-вторых, Мендель сформулировал два основных принципа, или закона наследования признаков в ряду поколений, позволяющие делать предсказания. Наконец, Мендель в неявной форме высказал идею дискретности и бинарности наследственных задатков: каждый признак контролируется материнской и отцовской парой задатков (или генов, как их потом стали называть), которые через родительские половые клетки передаются гибридам и никуда не исчезают. Задатки признаков не влияют друг на друга, но расходятся при образовании половых клеток и затем свободно комбинируются у потомков (законы расщепления и комбинирования признаков). Парность задатков, парность хромосом, двойная спираль ДНК - вот логическое следствие и магистральный путь развития генетики ХХ века на основе идей Менделя.

http://revolution.allbest.ru/biology

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Составление тематических таблиц: «Основные этапы развития западной философии», «Основные этапы развития русской философии», «Основные...		Лекция-беседа Тема Основные этапы развития информационного общества. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов
	Лекция 1 1 Тема: Основные этапы развития информационного общества.... Тема: Основные этапы развития информационного общества. Этапы развития технических средств		Литература по курсу 11 Основная литература 11 «Основы генетики» входит в базовую (вариативную) часть профессионального цикла ( В1). Программа учебного курса «Основы генетики»...
	Информационная справка Тема История развития этической мысли: основные направления, школы, этапы развития		Тема 5 кнр: основные этапы политического и экономического развития с 1949 г по настоящее время Кнр: основные этапы политического и экономического развития с 1949 г по настоящее время
	Самостоятельная работа (час.) Тема Основные этапы развития теории... Тема Основные этапы развития теории мотивации, сравнительный анализ различных теорий мотивации		«Электронно-лучевые осциллографы» Методические указания разработаны доктором биологических наук, профессором кафедры генетики Т. П. Шкурат, доцентом кафедры генетики...
	Урок (математика + биология, 10 класс) по теме Методические указания разработаны доктором биологических наук, профессором кафедры генетики Т. П. Шкурат, доцентом кафедры генетики...		А. С. Серебряков в статье показаны история образования и этапы развития... В статье показаны история образования и этапы развития института, отражены основные направления деятельности
	Список промышленных и научных организаций Солнечногорского муниципального района Методические указания разработаны доктором биологических наук, профессором кафедры генетики Т. П. Шкурат, доцентом кафедры генетики...		Памятка. Основные понятия генетики Датой «рождения» генетики можно считать 1900 год, когда Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо...
	Кафедра финансов, налогообложения и бухгалтерского учета Факторинг: основные понятия, этапы развития и правовая основа		Вопросы к экзамену по дисциплине: «Педагогика» Охарактеризуйте основные этапы развития педагогического знания и педагогической практики
	Вопросы к зачёту по дисциплине «история математики» Основные этапы становления натуральных чисел: взаимнооднозначное соответствие, этапы счета, первый уровень абстракции		Темы рефератов по курсу Интеллектуальная собственность и ее роль в социально-экономическом развитии. Основные понятия и этапы развития

Основные этапы развития генетики

Похожие: