Тема. Закономерности наследственности, их цитологические основы.
Генетика – это наука, которая изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующему поколению. (передаются не сами признаки: цвет глаз, волос и др., а гены, определяющие их развитие.)
– В чем биологический смысл наследственности? (Сохранение вида)
Носителем информации являются хромосомы. В процессе деления хромосомы удваиваются. Каждая хромосома образует дочернию и при делении одной клетки, образуются две дочерние с одинаковым количеством хромосом.
У разных видов живых организмов разное количество хромосом. Например: у собаки – 78, у обезьяны – 48, у человека – 46, у пшеницы – 14 и т.д. Хромосом не много, а наследственных признаков у каждого организма намного больше. Где же в хромосоме хранится информация о наследственных признаках?
Информация хранится в генах.
Ген - это участок ДНК, где содержится информация о первичной структуре белка.
Локус - это участок хромосомы, где находится ген.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ – способность организмов приобретать в процессе своего развития под действием условий окружающей среды новые признаки.
– В чем биологический и эволюционный смысл изменчивости? (обеспечивает выживание вида).
Примеры изменчивости:
А) снижение урожая зерновых при плохом агрофоне, низкая удойность молока при плохом кормлении коров, светло-зеленый цвет листьев при недостатке азота, света;
Б) появление среди людей альбиносов, шестипалых людей, карликов и т.д.;
В) люди живущие на планете Земля, такие одинаковые и такие не похожие. Среди них не найдешь генетических и психологических двойников – ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем.
Задачи, решаемые наукой генетикой.
1. Изучение веществ и структур, которые составляют материальные основы наследственности, обеспечивают преемственность между поколениями, определяют сходство индивидуального развития.
2. Изучение механизмов реализации наследственной информации в процессе индивидуального развития организмов.
3. Изучение вопросов влияния окружающей среды на формирование признаков в процессе индивидуального развития организмов.
4. Изучение изменчивости как всеобщего свойства организмов, форм и причин этого явления.
Первым человеком, который впервые попытался объяснить закономерности наследования, был Грегор Мендель. Грегор Мендель родился 22 июля 1822, Xейнцендорф, Австрийской империи, ныне Гинчице, в семье крестьян. Скончался 6 января 1884, Брюнн, ныне Брно, Чешская Республика.
Грегор Иоганн Мендель (1822 - 1884) – биолог, ботаник, открывший законы наследственности.
Увлечение биологией в своей биографии Мендель проявил рано. Два года он посещал институт Ольмюца, после этого стал монахом в Августинском монастыре Святого Фомы. Затем с 1844 по 1848 в биографии Г. Менделя проходило обучение в богословском институте в Брюнне. Но глубокие знания во многих областях Мендель получил благодаря самообразованию. Недолгое время преподавал, после чего отправился обучаться в Венский университет. Именно там Грегор Мендель в своей биографии много времени посвящал изучению гибридных потомков растений. Долгие годы (1856 - 1863) ставил опыты на горохе, а в результате сформулировал законы наследования («законы Менделя»).
Его труды были опубликованы, но не заинтересовали известных ботаников того времени. Тогда в биографии Георга Менделя было поставлено еще несколько опытов (на ястребинке, на пчелах), но результат оказался неудачным. Так что Мендель оставил свои биологические эксперименты, стал настоятелем монастыря.
Механизм наследования, открытый благодаря биографии Григория Менделя, заинтересовал ученых лишь в начале 20 века.
Датой рождения генетики стал 1900г, когда законы Г.Менделя «переоткрыли» независимо друг от друга - Гуго де Фриз (Голландия), К.Корренс (Германия), Э.Чермак (Австрия)
При изучении наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живой материи (молекулярный, клеточный, организменный, популяционный) в генетике используют разнообразные методы современной биологии:
гибридологический - гибридизация (скрещивание) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам, с
- микроскопическое последующим анализом потомства. Гибрид – потомок от скрещивания
цитогенетически й изучение хромосом человека, биохимический - позволяет обнаружить нарушения в обмене веществ, вызванные мутациями генов и, как следствие, изменением активности различных ферментов.
генеалогический - метод изучения характера наследования определенного признака или оценки вероятности его появления в будущем у членов изучаемой семьи, основанный на выяснении родственных связей (родословной) и прослеживании признака среди всех родственников.
Г. Мендель проводил опыты на горохе. Почему он выбрал именно горох? Горох самоопыляемое растение, поэтому сохраняет однородность генов. При скрещивании растений гороха с желтыми семенами с растениями гороха с зелеными семенами, в первом поколении все семена имеют желтую окраску, то есть первое поколение единообразное. Когда скрестили растения первого поколения между собой, то во втором поколении появились растения с зелеными семенами.
ЗАДАЧА
Рецессивные гены (а) и (с) определяют проявление таких заболеваний у человека, как глухота и альбинизм. Их доминантные аллели контролируют наследование нормального слуха (А) и синтез пигмента меланина (С).
Гены не сцеплены.
Родители имеют нормальный слух; мать брюнетка, отец альбинос. Родились три однояйцовых близнеца больные по двум признакам.