реферат
реферат

Меню

реферат
реферат реферат реферат
реферат

Реферат: Современные проблемы развития генетики

реферат

Реферат: Современные проблемы развития генетики

Введение.

Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На

протяжении тысяче­летий человек пользовался генетическими методами для

улучшения домашних животных и возделывае­мых растений, не имея представления

о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разно­образным

археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что некоторые

физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая

определенные организмы из при­родных популяций и скрещивая их между со­бой,

человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие

нужными ему свойствами.

Однако лишь в начале XX в. ученые стали осозна­вать в полной мере важность

законов наследствен­ности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили

установить, что наследственные призна­ки передаются из поколения в поколение

через сперматозоиды и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом

мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в себе «задатки» того огромного

мно­жества признаков, из которых слагается каждый отдельный организм.

Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был

сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 г. опубликовал

статью, заложившую основы совре­менной генетики. Мендель показал, что

наследст­венные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в

виде дискретных (обособлен­ных) единиц. Эти единицы, представленные у особей

парами, остаются дискретными и передаются по­следующим поколениям в мужских и

женских га­метах, каждая из которых содержит по одной едини­це из каждой

пары. В 1909 г. датский ботаник Иогансен назвал эти единицы гедам», а в 1912

г. американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех

пор генетика достиг­ла больших успехов в объяснении природы наслед­ственности

и на уровне организма, и на уровне гена.

1. Природа генов

Изучение наследственности уже давно было связано с преставлением о ее

корпускулярной природе. В 1866 г. Мендель высказал предположение, что

признаки организмов определяются наследуемыми единицами, которые он назвал

“элементами”. Позднее их стали называть “факторами” и, наконец, генами; было

показано, что гены находятся в хромосомах, с которыми они и передаются от

одного поколения к другому.

Несмотря на то, что уже многое известно о хромосомах и структуре ДНК, дать

определение гена очень трудно, пока удалось сформулировать только три

возможных определения гена:

а) ген как единица рекомбинации.

На основании своих работ по построению хромосомных карт дрозофилы Морган

постулировал, что ген - это наименьший участок хромосомы, который может

быть отделен от примыкающих к нему участков в результате кроссинговера.

Согласно этому определению, ген представляет собой крупную единицу,

специфическую область хромосомы, определяющую тот или иной признак организма;

б) ген как единица мутирования.

В результате изучения природы мутаций было установлено, что изменения признаков

возникают вследствие случайных спонтанных изменений в структуре хромосомы, в

последовательности оснований или даже в одном основании. В этом смысле можно

было сказать, что ген - это одна пара комплиментарных оснований в нуклеотидной

последовательности ДНК, т.е. наименьший участок хромосомы, способный

претерпеть мутацию.

в) ген как единица функции.

Поскольку было известно, что от генов зависят структурные, физиологические и

биохимические признаки организмов, было предложено определять ген как

наименьший участок хромосомы, обусловливающий синтез определенного продукта.

1.1 Краткое изложение сути гипотез Менделя

1. Каждый признак данного организма контроли­руется парой аллелей.

2. Если организм содержит два различных аллеля для данного признака, то

один из них (доминант­ный) может проявляться, полностью подавляя проявление

другого (рецессивного).

3. При мейозе каждая пара аллелей разделяется (расщепляется) и каждая гамета

получает по одному из каждой пары аллелей (принцип расщеп­ления).

4. При образовании мужских и женских гамет в каждую из них может попасть любой

аллель из одной пары вместе с любым другим из другой пары (принцип

независимого распределения).

5. Каждый аллель передается из поколения в по­коление как дискретная не

изменяющаяся еди­ница.

6. Каждый организм наследует по одному аллелю (для каждого признака) от

каждой из роди­тельских особей.

1.2 Изменчивость

Изменчивостью называют всю совокупность разли­чий по тому или иному признаку

между организма­ми, принадлежащими к одной и той же природной популяции или

виду. Поразительное морфологичес­кое разнообразие особей в пределах любого

вида привлекло внимание Дарвина и Уоллеса во время их путешествий.

Закономерный, предсказуемый харак­тер передачи таких различий по наследству

послу­жил основой для исследований Менделя. Дарвин установил, что

определенные признаки могут разви­ваться в результате отбора, тогда как

Мендель объяснил механизм, обеспечивающий передачу из поколения в поколение

признаков, по которым ведется отбор.

Мендель описал, каким образом наследственные факторы определяют генотип

организма, который в процессе развития проявляется в структурных,

фи­зиологических и биохимических особенностях фено­типа. Если фенотипическое

проявление любого при­знака обусловлено в конечном счете генами,

контро­лирующими этот признак, то на степень развития определенных признаков

может оказывать влияние среда.

Изучение фенотипических различий в любой боль­шой популяции показывает, что

существуют две формы изменчивости - дискретная и непрерывная. Для изучения

изменчивости какого-либо признака, например роста у человека, необходимо

измерить этот признак у большого числа индивидуумов в изучаемой популяции.

Результаты измерений пред­ставляют в виде гистограммы, отражающей

рас­пределение частот различных вариантов этого при­знака в популяции. На

рис. 4 представлены ти­пичные результаты, получаемые при таких исследо­ваниях,

и они наглядно демонстрируют различие между дискретной и непрерывной

изменчивостью.

1.3 Влияние среды

Главный фактор, детерминирующий любой фенотипический признак, - это генотип.

Генотип организ­ма определяется в момент оплодотворения, но сте­пень

последующей экспрессии этого генетического потенциала в значительной мере

зависит от внеш­них факторов, воздействующих на организм во время его развития.

Так, например, использованный Менделем сорт гороха с длинным стеблем обычно

достигал высоты 180 см. Однако для этого ему необходимы были соответствующие

условия - осве­щение, снабжение водой и хорошая почва. При отсутствии

оптимальных условий (при наличии ли­митирующих факторов) ген высокого

стебля не мог в полной мере проявить свое действие. Эффект взаи­модействия

генотипа и факторов среды продемон­стрировал датский генетик Иогансен. В ряде

эк­спериментов на карликовой фасоли он выбирал из каждого поколения

самоопылявшихся растений са­мые тяжелые и самые легкие семена и высаживал их

для получения следующего поколения. Повторяя эти эксперименты на протяжении

нескольких лет, он обнаружил, что в пределах «тяжелой» или «легкой»

селекционной линии семена мало различались по среднему весу, тогда как средний

вес семян из разных линий сильно различался. Это позволяет считать, что на

фенотипическое проявление при­знака оказывают влияние как наследственность, так

и среда. На основании этих результатов можно определить непрерывную

фенотипическую изменчи­вость как «кумулятивный эффект варьирующих фак­торов

среды, воздействующих на вариабельный генотип». Кроме того, эти результаты

показывают, что степень наследуемости данного признака опре­деляется в первую

очередь генотипом. Что касается развития таких чисто человеческих качеств, как

ин­дивидуальность, темперамент и интеллект, то, судя по имеющимся данным, они

зависят как от наслед­ственных, так и от средовых факторов, которые,

взаимодействуя в различной степени у разных ин­дивидуумов, влияют на

окончательное выражение признака. Именно эти различия в тех и других факторах

создают фенотипические различия между индивидуумами. Мы пока еще не располагаем

дан­ными, которые твердо указывали бы на то, что влияние каких-то из этих

факторов всегда преоб­ладает, однако среда никогда не может вывести фенотип за

пределы, детерминированные геноти­пом.

1.4 Источники изменчивости

Необходимо ясно представлять себе, что взаимо­действие между дискретной и

непрерывной изменчи­востью и средой делает возможным существование двух

организмов с идентичным фенотипом. Механизм репликации ДНК при митозе столь

близок к совершенству, что возможности генетической изменчивости у организмов

с бесполым размножением очень малы. Поэтому любая видимая измен­чивость у

таких организмов почти наверное обуслов­лена воздействиями внешней среды. Что

же касается организмов, размножающихся половым путем, то у них есть широкие

возможности для возникновения генетических различий. Практически

неограничен­ными источниками генетической изменчивости слу­жат два процесса,

происходящие во время мейоза:

1. Реципрокный обмен генами между хромата- дамп гомологичных хромосом, который

может про­исходить в профазе 1 мейоза. Он создает новые группы сцепления, т.е.

служит важным источником генетической рекомбинации аллелей.

2. Ориентация пар гомологичных хромосом (бивалентов) в экваториальной

плоскости веретена в метафазе I мейоза определяет направление, в ко­тором

каждый член пары будет перемещаться в анафазе I. Эта ориентация носит

случайный харак­тер. Во время метафазы II пары хроматид опять- таки

ориентируется случайным образом, и этим определяется, к какому из двух

противоположных полюсов направится та или иная хромосома во время анафазы II.

Случайная ориентация и после­дующее независимое расхождение (сегрегация)

хро­мосом делают возможным большое число различ­ных хромосомных комбинаций в

гаметах; число это можно подсчитать.

Третий источник изменчивости при половом раз­множении - это то, что слияние

мужских и женских гамет, приводящее к объединению двух гаплоидных наборов

хромосом в диплоидном ядре зиготы, про­исходит совершенно случайным образом

(во всяком случае, в теории); любая мужская гамета потен­циально способна

слиться с любой женской га­метой.

Эти три источника генетической изменчивости и обеспечивают постоянную

«перетасовку» генов, ле­жащую в основе происходящих все время генети­ческих

изменений. Среда оказывает воздействие на весь ряд получающихся таким образом

фенотипов, и те из них, которые лучше всего приспособлены к данной среде,

преуспевают. Это ведет к изменениям частот аллелей и генотипов в популяции.

Однако эти источники изменчивости не порождают крупных изменений в генотипе,

которые необходи­мы, согласно эволюционной теории, для возник­новения новых

видов. Такие изменения возникают в результате мутаций.

1.5 Роль генов в развитии

Роль генов в развитии организма огромна. Гены характеризуют все признаки

будущего организма, такие, как цвет глаз и кожи, размеры, вес и многое

другое. Гены являются носителями наследственной информации, на основе которой

развивается организм.

2. Эволюция

История Земли, со времени появления на ней органической жизни и до появления

на ней человека, разделяется на три больших периода – эры, резко отличающиеся

одна от другой, и носящих названия:

· Палеозой – древняя жизнь,

· Мезозой – средняя.

· Неозой – новая жизнь.

Из них самый большой по времени – палеозой, он иногда разделяется на две

части: ранний палеозой и поздний, так как астрономические, геологические,

климатические и флористические условия позднего резко отличаются от раннего.

В первый входят: кембрийский, силурийский и девонский периоды, во второй –

каменноугольный и пермский.

До палеозоя была архейская эра, но тогда еще не было жизни.

Первая жизнь на Земле – это водоросли и вообще растения. Первые водоросли

зародились в воде: так представляется современной науке возникновение первой

органической жизни, и только позже появляются моллюски, питающиеся

водорослями.

Водоросли переходят в наземную траву, гигантские травы переходят в

травовидные деревья палеозоя.

В девонский период на Земле появляется буйная растительность, а в воде –

жизнь в виде ее мелких представителей: простейших, трилобитов и т.д.

Теплый климат – на всем земном шаре, ибо нет еще современного неба с его

Страницы: 1, 2


реферат реферат реферат
реферат

НОВОСТИ

реферат
реферат реферат реферат
реферат
Вход
реферат
реферат
© 2000-2013
Рефераты, доклады, курсовые работы, рефераты релиния, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты бесплатно, реферат, рефераты скачать, научные работы, рефераты литература, рефераты кулинария, рефераты медицина, рефераты биология, рефераты социология, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты право, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, рефераты логистика, дипломы, рефераты менеджемент и многое другое.
Все права защищены.