bigpo.ru
добавить свой файл
1

География

Тугова Ю.С.

 Стр. 231-236. контурная карта «Страны зарубежной Азии»

Биология

Петрова Т.Г.

 

Смотри ниже

Обществознание

Магдалевич С.В.

 повторить темы «Промышленная революция», «Индустриальное общество»

Геометрия

Стаценко И.А.

 п.15,16.Тема «Перпендикулярные прямые»№116,117,118

Алгебра

Стаценко И.А.

 

Литература

Селедцова Г.В.

 Н.С. Лесков. Биография. «Очарованный странник»

Биология Презентация

10 февраля 2012 г.

Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов

История развития генетики

С давних времен человека занимал факт сходства родителей и детей. Работы по выращиванию культурных растений и разведению домашних животных явно свидетельствовали о наличии определенных признаков у каждого сорта или породы, причем число отличительных признаков оказывалось тем больше, чем меньше была степень из родства.

Предпосылки возникновения генетики как науки. Развитие практики гибридизации в сельском хозяйстве привело к накоплению сведений о природе скрещивания, сочетании признаков у потомков, а также фактов об определенном характере их проявлений. При подборе пар для скрещивания люди старались учитывать положительные признаки каждого организма и нередко наблюдали подавление, даже исчезновение признаков одного родителя и, наобо­рот, проявление определённых признаков другого. В середине XIX в. многие исследователи пытались установить природу этих явлений. Практические потребности стимулировали поиски способов сохранения полезных свойств у растений и животных, а также сочетания их в одном организме. Дальнейшее развитие сельского хозяйства тормозило отсутствие знаний о том, как осущест­вляется передача наследственной информации. Только практическими метода­ми решить проблему не удавалось. Появились различные гипотезы о природе наследственности, которые требовали научного изучения. Основная ошибка исследователей заключалась в том, что они пытались установить закономерно­сти наследования сразу многих признаков организмов, их взаимное сочетание. Работы Г. Менделя. Исследования чешского монаха Грегора Иоганна Менделя позволили значительно продвинуться в области изучения наслед­ственных свойств организмов. Мендель родился в Моравии в 1822 г., принял духовный сан в 1843 г. в монастыре августинцев в городе Брюнне (ныне Брно, Чехия). В Венском университете он в течение двух лет изучал естественную историю и математику. Его заинтересовали вопросы гибридизации растений, характер наследования различных признаков у гибридных потомков.

После возвращения в монастырь Мендель решил вплотную заняться ис­следованием закономерностей наследования признаков. В качестве объекта для экспериментов он выбрал горох посевной. Так как это самоопыляющееся растение, практически исключалась возможность переноса пыльцы с соседних особей, что позволяло искусственно скрещивать сорта и получать гибриды. К этому времени было известно много сортов гороха посевного, различающихся по одному, двум, трём и более признакам, а само растение достаточно легко выращивалось и давало многочисленное потомство. Большое число потом­ков обеспечило возможность получения статисти­чески достоверного результата. После тщательной двухлетней проверки из 34 сортов гороха посевного Мендель оставил для своих опытов по гибридизации лишь 22, которые при размножении неизменно со­храняли свои признаки в потомстве.

Мендель определил число признаков, по кото­рым должны отличаться скрещиваемые растения. Он пришёл к выводу, что исследования необходимо
начать с самого простого — различия родителей по
одному-единственному признаку. Мендель выделил семь
наиболее ярких признаков: окраску и форму семян, окраску и форму плодов, высоту стебля, окраску и расположение на стебле цветков. Были определены этапы работы математически рассчитаны и проанализированы все данные. Подобные эксперименты проводили и другие исследователи, но только Мендель смог объяснить полученные результаты. Он ввёл такие понятия, как доминантный рецессивный признаки, дал количественную оценку и математически описи характер открытых им закономерностей. В 1865 г. Мендель опубликовал результаты своей работы в книге «Опыты над растительными гибридами». Эти открытия не были востребованы более четверти века, так как учёные ничего не знали о материальных носителях наследственной информации, механизмах её хранения и передачи при размножении организмов.

Закономерности, открытые Менделем, определили впоследствии развитие биологической науки. В 1900 г. К. Корренс (Германия), Э. Чермак (Австрия) и Г. Де Фриз (Голландия) на различных растениях независимо друг от друг вновь открыли те же закономерности. Официальной датой рождения генетик как науки считается 1900 г., но выявленные и сформулированные Менделем закономерности наследственности носят имя своего первооткрывателя.

Генетика — это наука, изучающая закономерности наследственности изменчивости организмов.

Развитие генетики в XX веке. К началу XX в. наука накопила достаточно фактов, которые привели к открытию материальных носителей наследственно информации. По предложению датского учёного В. Иоганнсена единица наследственности была названа геном.


Изучение мейоза позволило установить связь между передачей наследственных свойств и поведением хромосом при образовании половых клеток. Выл высказано предположение, что наследственные факторы связаны с хромосомами. Дальнейшее развитие генетики оказалось возможным только на стык с цитологией и биохимией. Изучение генетических закономерностей в XX в. связано с именем американского учёного Томаса Гента Моргана. В качестве объекта исследования Морган выбрал плодовую мушку дрозофилу, что объ­яснялось несколькими причинами. Во-первых, смена поколений у дрозофилы происходит достаточно бы­стро (за две недели). Это даёт возможность получать в год достаточно большое число поколений. Во-вторых, для неё характерно наличие чётких признаков, раз­личных по качеству проявления: цвет глаз, окраска тела, величина и форма крыльев и др. В-третьих, этот объект просто содержать и разводить в лабора­торных условиях. И наконец, кариотип дрозофилы

составляет всего восемь хромосом (четыре пары), что позволяло установить взаимосвязь наследования никои и поведения хромосом. Исследования Моргана расширили представления о генах, их локализации в хромосомах, характере наследования признаков. В 1914 г. на основании проведённых экспериментов им была сформулирована хромосомная теория наследственности.

Последующее развитие генетики связано с изучением природы генов. В начале XX в. господствовала теория их неизменности. Однако исследования советских и американских генетиков опровергли её. В 1928 г. русский биолог Н.Г. Кольцов высказал предположение о связи генов с определёнными химическими веществами. Он считал, что хромосомы — это гигантские молекулы белка, способные к самокопированию и тем самым к передаче наследственной информации. Хотя такое мнение оказалось ошибочным, показательна сама попытка выяснить природу наследственности на молекулярном уровне. Значительный вклад в изучение изменчивости генов внёс русский учёный Н.И. Вавилов. Исследуя различные виды злаков, он установил определённую закономерность в возникновении сходных признаков у близкородственных видов и сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

В 1944 г. американские генетики выяснили, что передача наследственной информации в организме связана с нуклеиновыми кислотами, в частности с ДНК. Изучением природы ДНК занимался русский биохимик А. Н. Белозерский. Его исследования позволили установить, что ДНК является обязательным компонентом хромосом.

Бурное развитие генетики во второй половине XX в. было обусловлено открытием структуры ДНК американскими учёными Дж. Уотсоном и Ф. Криком (1953 г.). Началось изучение основ наследственности на молекулярном мне. В качестве объекта исследования были выбраны бактерии, имеющие у кольцевую молекулу ДНК. Это давало возможность проследить, что происходит с внешними признаками организма при изменении его наследственной природы. Многочисленные эксперименты были поставлены на кишечной палочке. Одновременно с бактериями учёные стали изучать вирусы, особенно бактериофаги.

В настоящее время изучение закономерностей наследственности продолжается на всех трёх уровнях: организменном, клеточном и молекулярном. Генетика стала основой для возникновения новой отрасли биологии — генной инженерии, связанной с направленным изменением структуры генов, синтезом молекулярном уровне необходимых человеку белков. Знание генетических законов используется в селекции для выведения новых пород животных и сортов растений. Успехи в развитии генетики дали возможность выявлять наследственные заболевания человека, разрабатывать методы, предупреждающие пличные аномалии, проводить их раннюю диагностику и лечение.


Вопросы и задания

  1. Законы наследственности были сформулированы в 1865 г., а официально датой рождения генетики как науки считается 1900 г. С чем это связано?

  2. Какие свойства гороха посевного оказались наиболее значимыми для выявления законов наследования признаков?

  3. Почему для исследования генетических закономерностей в качестве объекта была выбрана плодовая мушка дрозофила?

  4. В каких направлениях ведутся в настоящее время генетические исследования? В чём их особенности и значение?


Дополнительная информация


Из истории развития генетики


Даты

Открытия и имена учёных

1865 г.

Г. Мендель открыл законы наследования признаков, ввёл понятия доми­нантного и рецессивного признаков и их буквенное обозначение

1875 г.

О. Гертвиг установил, что при оплодотворении происходит слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки

1882 г.

В. Флемминг описал поведение хромосом в мейозе

1883 г.

В. Ру, О. Гертвиг, Э. Страсбургер и А. Вейсман сформулировали ядерную теорию наследственности

1900 г.

Дата рождения генетики как науки. Г. Де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак переоткрыли законы Менделя

1902 г.

Т. Вовери установил роль ядра в развитии организма. У. Бетсон и Р. Сондерс ввели обозначение гибридного потомства F1

1908 г.

Г. Харди и В. Вайнберг математически описали распределение реальных генотипов в свободно скрещивающейся популяции

1909 г.

В. Иоганнсен ввёл понятие «ген» для обозначения наследственных фактором

1911 г.

Т. Морган доказал, что гены находятся в хромосомах

1914 г.

Т. Морган, У. Сеттон, Т. Вовери сформулировали хромосомную теорию наследственности

1920 г.

Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости

1921 г.

Работами С. Райта, Дж. Холдейна и Р. Фишера были заложены основы генетико-математических методов изучения процессов, происходящих и популяциях

1926 г.

С. С. Четвериков заложил основы генетики популяций, что послужило толчком для формирования синтетической теории эволюции

1972 г.

Г. Мёллер открыл фактор мутагенеза — ионизирующее излучение

1943 г.

С. Лурия и М. Дельбрюк доказали существование спонтанных мутаций

1944 г.

О. Эвери, С. Маклеод и М. Маккарти доказали генетическую роль ДНК

1953 г.

Дж. Уотсон и Ф. Крик установили строение и создали модель двойной спирали ДНК

1961 г.

Ф. Крик, Л. Варнет, С. Бреннер и Р. Уотс-Тобин определили тип и общую природу генетического кода. Дж. Гердон начал клонирование животных

1962 г.

Ф. Жакоб и Ж. Моно сформулировали представления о регуляции актив­ности генов специальными генами-операторами

1973 г.

Опубликованы результаты новых экспериментов С. Коэна и А. Чанга по молекулярному клонированию

1982 г.

Р. Полмитер и Р. Бринстер показали возможность изменения фенотипа млекопитающих с помощью рекомбинантных молекул ДНК

1988 г.

Начата реализация международной программы «Геном человека», поставив­шей своей целью полную расшифровку нуклеотидной последовательности ДНК человека

1995 г.

Становление геномики — раздела генетики, изучающего геномы организмов

1997 г.

Я. Уилмут с сотрудниками впервые клонировали млекопитающее — овцу Долли

1999 г.

Клонировали мышь и корову

2000 г.

Вчерне завершена расшифровка нуклеотидной последовательности ДНК генома человека и дрозофилы. Начата работа по выяснению функций всех генов у организмов