Генетика в школьном курсе биологии (учебно-методическое пособие) (стр. 1 )

Генетика в школьном курсе биологии (учебно-методическое пособие)

Содержание

1)  Достижения современной генетики

2)  Лауреаты Нобелевской премии в области генетики

3)  Теоретические основы школьного курса генетики:

v  - этапы развития генетики;

v  - методы генетики;

v  - основные понятия;

v  - основные термины;

v  - законы и закономерности;

v  - изменение наследственной информации;

v  - процессы наследования человека;

v  - генетически обусловленные болезни;

v  - медико-генетическое консультирование (МГК);

v  - наследование и эволюция.

4)  Евгеника: позитивная и негативная

5)  Урок на тему «Наследственная (генотипическая) изменчивость»

6)  Решение генетических задач

7)  Опорные конспекты по генетике

8)  Литература

Генетические разделы школьного курса биологии - камень преткновения для учащихся и учителей биологии, так как являются одними из самых сложных для понимания. Облегчению усвоения этих разделов может способствовать знания достижений современной генетики, а также решение задач разных уровней сложности. Использование таких задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал, дает возможность преподавателям осуществлять эффективный контроль уровня достижений учащихся.
Данное учебно-методическое пособие составлено в помощь учителям биологии, учащимся старших классов общеобразовательных школ, абитуриентам и студентам естественных и биологических факультетов.

Достижения современной генетики

"...Но прежде прибери в комнатах, вымой окна, натри пол, выбели кухню, выполи грядки, посади под окнами семь розовых кустов, разбери семь мешков фасоли: белую отбери от коричневой, познай самое себя". Е. Л Шварц. "Золушка"

Наверное, самым трудным для Золушки в заданиях злой и коварной мачехи было: "Познай самое себя!" Все остальное трудно, но понятно - действия привычные, выдумывать ничего не надо, только поспевай... А что значит: "Познай самое себя"? Узнать как ты движешься, думаешь или дышишь, когда перебираешь фасоль? А может быть, первый шаг к настоящему пониманию человека - узнать, как он воспроизводит себе подобных?

Когда несколько американских ученых в годах принялись неслыханно дерзко уговаривать руководителей Министерства энергетики США выделить несколько миллиардов долларов на фантастический проект: узнать строение всех генов человека - это был правильный шаг к познанию самих себя. Узнав строение генов, можно было посягнуть и на то, чтобы вторгнуться реально в понимание процессов мышления и реагирования на стимулы, приходящие из окружающей среды и т. д.

Как только проект, названный "Геном человека ", был объявлен, начались новые муки: множество людей во всем мире, причем не просто обыватели, а профессора и руководители институтов, стали его резко критиковать, называя его "завиральным", нереальным и попросту глупым. Вложенных средств он не оправдает, усилий потребует столько, что все ученые, забросив остальные дела, справиться с ним не смогут и т. п. Деньги затея поглотит, а толку все равно не будет. Рановато еще к этому приступать, твердили эти знатоки, наука не созрела для решения таких задач, технических возможностей не создано, лучше прекратить с самого начала нелепую выдумку, а деньги пустить на действительно реальные проекты.

Если бы на этом настаивали специалисты по ядерной физике или физической химии, было бы понятно, ведь из-за "Генома человека" приостановили другие дорогие проекты, прежде всего в области физики. Но в хоре протестов выделялись и голоса биологов, особенно из Западной Европы и СССР. Правда, в СССР были и другие ученые, в частности, академик А..А. Баев, которые сразу же постарались включиться в международный проект и извлечь из него максимальную пользу.

И вот прошло 10 лет с момента официального старта проекта. Чего же удалось достичь? К концу 1999 г. расшифровано свыше двух десятков геномов. Но насколько близки мы к пониманию строения всех генов человека? И что эти данные могут дать самому человеку?

СКОЛЬКО ГЕНОВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ?

В любой соматической клетке человека 23 пары хромосом. В каждой из них по одной молекуле ДНК. Длина всех 46 молекул почти 2 м. У взрослого человека примерно 5х10" клеток, так что общая длина молекул ДНК в организме 10" км (почти в тысячу раз больше расстояния от Земли до Солнца).

В молекулах ДНК одной клетки человека 3,2 млрд. пар нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из углевода, фосфата и азотистого основания. Углеводы и фосфаты одинаковы во всех нуклеотидах, а азотистых оснований - четыре. Таким образом, язык генетических записей четырехбуквенный, и если основание его "буква ", то "слова" - это порядок аминокислот в кодируемых генами белках. Кроме состава белков в геноме (совокупности генов в одинарном наборе хромосом) записаны и другие любопытные сведения. Можно сказать, что Природа (в результате эволюции или Божьего промысла) закодировала в ДНК инструкции о том, как клеткам выживать, реагировать на внешние воздействия, предотвращать "поломки", иными словами, - как развиваться и стареть организму. Любое нарушение этих инструкций ведет к мутациям, и если они случаются в половых клетках (сперматозоидах или яйцеклетках), мутации передаются следующим поколениям, угрожая существованию данного вида.

Как представить себе 3 млрд. оснований зримо? Чтобы воспроизвести информацию, содержащуюся в ДНК единственной клетки, даже самым мелким шрифтом (как в телефонных справочниках), понадобится тысяча 1000-страничных книг!

Сколько же всего генов, то есть последовательностей нуклеотидов, кодирующих белки, в ДНК человека? Года три назад полагали, что g около 100 тыс., затем решили, что не более 80 тыс. В конце 1998 г. пришли к выводу, что в геноме человека 50-60 тыс. генов. На их долю приходится только 3% общей длины ДНК. Роль остальных 97% пока неясна.

ЧТО ТАКОЕ "ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА"?

Цель проекта - выяснить последовательности азотистых оснований и положения генов (картирование) в каждой молекуле ДНК каждой клетки человека, что открыло бы причины наследственных заболеваний и пути к их лечению. В проекте заняты тысячи специалистов со всего мира: биологов, химиков, математиков, физиков и техников. Это один из самых дорогих научных проектов в истории. В 1990 г. на него потрачено 60 млн. долл., в 1991 гмлн., в гг. - от 165 до 187 млн. в год, а в гг. только США израсходовали 200, 225 и 253 млн.
Интерес к уже полученным результатам огромен: самые цитируемые в 1998 г. авторы (не только в генетике или биологии, но во всех областях науки) Марк Адамс и Крэйг Вёнтер из Института исследований генома в штате Мэриленд (США) - частной компании, занимающейся только составлением "генных карт".

ВЕХИ ПРОЕКТА

Проект состоит из пяти основных этапов:

v  составление карты, на которой помечены гены, отстоящие друг от друга не более, чем на 2 млн. оснований, на языке специалистов, с разрешением 2 Мб (Мегабаза - от английского слова "base"-основание);

v  завершение физических карт каждой хромосомы с разрешением 0,1 Мб;

v  получение карты всего генома в виде набора описанных по отдельности клонов (0,005 Мб);

v  к 2004 г. полное секвенирование ДНК (разрешение 1 основание);

v  нанесение на карту с разрешением в 1 основание всех генов человека (к 2005 г.).

Когда эти этапы будут завершены, исследователи определят все функции генов, а также биологические и медицинские применения результатов.

ТРИ КАРТЫ

В ходе проекта создают три типа карт хромосом: генетические, физические и секвенсовые (от англ. sequence - последовательность). Выявить все гены, присутствующие в геноме, и установить расстояния между ними - значит локализовать каждый ген в хромосомах. Такие генетические карты помимо инвентаризации генов и указания их положений ответят на исключительно важный вопрос о том, как гены определяют те или иные признаки организма. Ведь многие признаки зависят от нескольких генов, часто расположенных в разных хромосомах, и знание положения каждого из них позволит понять, как происходит дифференцировка (специализация) клеток, органов и тканей, а также успешнее лечить генетические заболевания.

В 20-е и 30-е годы, когда создавалась хромосомная теория наследственности, выяснение положения каждого гена привело к тому, что на генетических картах сначала дрозофилы, а затем кукурузы и ряда других видов удалось отметить особые точки, как тогда говорили, "генетические маркеры" хромосом. Анализ их положения в хромосомах помог снабдить генетические карты хромосом человека новыми сведениями. Первые данные о положении отдельных генов появились еще в 60-е годы. С тех пор они множились лавинообразно, и в настоящее время известно положение уже десятков тысяч генов. Три года назад разрешение генетической карты составляло 10 Мб (для некоторых участков - даже 5 Мб).

Другое направление исследований - составление физических карт хромосом. Еще в 60-е годы цитогенетики стали окрашивать хромосомы, чтобы выявить на них особые поперечные полосы. После окрашивания полосы было видно в микроскоп. Между полосами и генами удалось установить соответствие, что позволило изучать хромосомы по-новому. Позже научились "метить " молекулы ДНК радиоактивными или флуоресцентными метками) и следить за присоединением этих меток к хромосомам, что значительно повысило разрешение их структуры: до 2 Мб, а потом и до 0,1 Мб (при делении клеток). В 70-е годы научились "разрезать " ДНК на участки специальными (рестрикционными) ферментами, распознающими короткие отрезки ДНК, в которых информация записана в виде палиндромов - сочетаний, читаемых одинаково от начала к концу и от конца к началу. Так возникли рестрикционные (лат. карты хромосом. Использование современных физических и химических методов и средств улучшило разрешение физических карт в сотни раз.

Наконец, разработка методов секвенирования (изучения точных последовательностей нуклеотидов в ДНК) открыла путь к созданию секвенсовых карт с рекордным на сегодня разрешением (на этих картах будет указано положение всех нуклеотидов в ДНК).

ДВА ПОДХОДА

Число хромосом и их длина различны у разных биологических видов. В клетках бактерий всего одна хромосома. Так, размер генома бактерии Mycoplasma genitaliurn 0,58 Мб (в нем 470 генов), у бактерии кишечной палочки (Escherichia сои) в геноме 4200 генов (4,2 Мб), у растения Arabidopsis thaliana - 25 тыс. генов (100 Мб), у плодовой мушки Drosophila melanogaster - 10 тыс. генов ( 120 Мб). В ДНК мыши и человека 50-60 тыс. генов (3000 Мб). Конечно, для составления карт столь разных объектов одни и те же методы неприменимы, поэтому используют два разных по методологии подхода. В первом делят ДНК на небольшие куски и, изучив их по отдельности, воссоздают всю структуру, Этот подход увенчался успехом при составлении сравнительно простых карт. Для более сложных геномов эффективнее второй подход. В этих случаях неразумно делить молекулу ДНК на короткие куски, удобные для детального изучения. Их оказалось бы так много, что путаница в последовательностях была бы неразрешимой. Поэтому, принимаясь за расшифровку, молекулу делят, наоборот, на как можно более длинные куски и сравнивают их в надежде найти общие концевые участки. Если это удается, куски объединяют, после чего процедуру повторяют. С совершенствованием компьютеров и математических методов обработки информации объединенные по такому принципу куски становятся все крупнее, постепенно приближаясь к целой молекуле. Этот подход, в частности, позволил составить генетическую карту 3-й хромосомы дрозофилы.

КЛАДЕЗЬ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Важный аспект проекта "Геном человека " - разработка новых методов исследований.

Еще до старта проекта был развит ряд весьма эффективных методов цитогенетических исследований (теперь их называют методами первого поколения). Среди них: создание и применение упомянутых рестрикционных ферментов; получение гибридных молекул, их клонирование и перенос участков ДНК с помощью векторов в клетки-доноры (чаще всего - кишечной палочки или дрожжей); синтез ДНК на матрицах информационной РНК; секвенирование генов; копирование генов с помощью специальных устройств; способы анализа и классификации молекул ДНК по плотности, массе, структуре.

В последние 4-5 лет благодаря проекту "Геном человека" разработаны новые методы (методы второго поколения), в которых почти все процессы полностью автоматизированы. Почему это направление стало центральным? Самая маленькая хромосома клеток человека содержит ДНК длиной 50 Мб, самая большая (хромосомаМб. До 1996 г. наибольший участок ДНК, выделяемый из хромосом с помощью реактивов, имел длину 0,35 Мб, а на лучшем оборудовании их структура расшифровывалась со скоростью 0,05-0,1 Мб в год при стоимости 1-2 долл. за основание. Иными словами, только на эту работу понадобилось бы примерно 30 тыс. дней (почти век) и 3 млрд. долл.

Совершенствование технологии к 1998 г. повысило производительность до 0,1 Мб в день (36,5 Мб в год) и понизило стоимость до 0,5 долл. за основание. Использование новых электромеханических устройств, которые к тому же потребляют меньше реактивов, позволит уже в 1999 г. ускорить работы еще в 5 раз (к 2003 г. планируется довести скорость расшифровки до 500 Мб в год) и уменьшить стоимость до 0,25 долл. за основание (для человеческой ДНК еще дешевле).

ГЕНЫ В БАНКЕ

За последние шесть лет созданы международные банки данных о последовательностях нуклеотидов в ДНК разных организмов (GenBank EMBL/ DDBJ) и о последовательностях аминокислот в белках (PIR 1 SwissPot). Любой специалист может воспользоваться собранной там информацией в исследовательских целях. Решение о свободном доступе к информации далось нелегко.

Ученые, юристы, законодатели немало потрудились, чтобы воспрепятствовать намерениям коммерческих фирм патентовать все результаты проекта и превратить эту область науки в бизнес.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Расшифрованные геномы.

1995 г. - бактерия Hemophilus influenza

1996 г. - клетка дрожжей (6 тыс. генов, 12,5 Мб);

1998 г. - круглый червь Caenorhabditis elegans (19 тыс. генов, 97 Мб).

Основные результаты завершенных этапов проекта изложены в журнале "Science" (1998.Vol. 282, N5 5396,. Р. ).

Изученные гены человека. За 1995 г. длина участков ДНК человека с установленной последовательностью оснований увеличилась почти в 10 раз. Но хотя прогресс был налицо, результат за год составил менее 0,001% от того, что предстояло сделать. Но уже к июлю 1998 г. было расшифровано почти 9% генома, а затем каждый месяц появлялись новые значительные результаты. Изучив большое число копий генов в виде сДНК и сопоставив их последовательности с участками хромосомной ДНК, к ноябрю 1998 г. расшифровалиген (примерно половина генома).

Функции генов. Результаты завершенной части проекта позволяют судить о роли двух третей генов в образовании и функционировании органов и тканей человеческого организма. Оказалось, что больше всего генов нужно для формирования мозга и поддержания его активности, а меньше всего для создания эритроцитов - лишь 8.

Другие организмы. Когда составлялась программа исследований по проекту, решили сначала отработать методы на более простых моделях. Поэтому на первом этапе реализации проекта изучили 8 разных представителей мира микроорганизмов, а к концу 1998 г. - уже 18 организмов с размерами генома от 1 до 20 Мб. В их числе представители многих родов бактерий: архебактерии, спирохеты, хламидобактерии, кишечная палочка, возбудители пневмоний, сифилиса, гемофилии, метанобразующие бактерии, микоплазмы, риккетсии, цианобактерии. Как уже упоминалось, завершен генетический анализ одноклеточного эукариота - дрожжей Saccharomyces cerevisae и первого многоклеточного животного - червя С. elegans.

Повреждения генов и наследственные болезни.
Из 10 тыс. известных заболеваний человека около 3 тыс. - наследственные болезни. Они необязательно наследуются (передаются потомкам). Просто вызваны они нарушениями наследственного аппарата, то есть генов (в том числе в соматических клетках, а не только в половых). Выявление молекулярных причин "поломки" генов - важнейший результат проекта. Число изученных болезнетворных генов быстро растет, и через 3-4 года мы познаем все 3 тыс. генов, ответственных за те или иные патологии. Это поможет разобраться в генетических программах развития и функционирования человеческого организма, в частности, понять причины рака и старения. Знание молекулярных основ заболеваний поможет их ранней диагностике, а значит, и более успешному лечению. Адресное снабжение лекарствами пораженных клеток, замена больных генов здоровыми, управление обменом веществ и многие другие мечты фантастов на наших глазах превращаются в реальные методы современной медицины.
Молекулярные механизмы эволюции.

Зная строение геномов, ученые приблизятся к разгадке механизмов эволюции. В частности, такого ее этапа, как деление живых существ на прокариоты и эукариоты. До последнего времени к прокариотам относили архебактерии, по многим признакам отличающиеся от других представителей этой группы микроорганизмов, но также состоящие всего из одной клетки без обособленного ядра, но с молекулой ДНК в виде двойной спирали. Когда год назад геном архебактерий расшифровали, стало ясно, что это отдельная ветвь на эволюционном древе.

ЗАДАЧИ НА БУДУЩЕЕ

С учетом постоянного наращивания темпов работ руководители проекта заявили в конце 1998 г., что проект будет выполнен гораздо раньше, чем планировалось, и сформулировали задачи на ближайшую перспективу:
2001 г. - предварительный анализ генома человека;
2002 г. - расшифровка генома плодовой мухи Drosophila mela - nogaster;
2003 г. - создание полных карт генома человека;
2005 г. - расшифровка генома мыши с использованием методов сДНК и искусственных хромосом дрожжей.

Помимо этих целей, официально включенных в международный проект, поддерживаемый США и рядом других стран на правительственном уровне, некоторые исследовательские центры объявили о задачах, которые будут решаться в основном за счет грантов и пожертвований. Так, ученые Калифорнийского университета (Беркли), Орегонского университета и Хатчинсона по исследованию рака начали расшифровку генома собаки.

ЧТО ДАЛЬШЕ?

Главная стратегическая задача на будущее - изучить вариации ДНК (на уровне отдельных нуклеотидов) в разных органах и клетках отдельных индивидуумов и выявить эти различия. Обычно одиночные мутации в ДНК человека встречаются в среднем на тысячу неизмененных оснований. Анализ таких вариаций позволит не только создавать индивидуальные генные портреты и, тем самым, лечить любые болезни, но и определять различия между популяциями и регионы повышенного риска, делать заключения о необходимости первоочередной очистки территории от тех или иных загрязнений и выявлять производства, опасные для геномов персонала.

Впрочем, наряду с радужными ожиданиями всеобщего блага эта грандиозная цель вызывает и вполне осознанную тревогу юристов и борцов за права человека. В частности, высказываются возражения против распространения генетической информации без разрешения тех, кого она касается. Ведь ни для кого не секрет, что уже сегодня страховые компании стремятся добыть такие сведения всеми правдами и неправдами, намереваясь использовать эти данные против тех, кого они страхуют. Компании не желают страховать клиентов с потенциально болезнетворными генами или заламывают за их страховки бешеные суммы. Поэтому конгресс США уже принял ряд законов, направленных на строгий запрет распространения индивидуальной генетической информации.

Какие прогнозы сбудутся: оптимистические или пессимистические - покажет ближайшее будущее...

НАЙДЕН ГЕН СТАРЕНИЯ

Старение обусловлено не одним, а многими сложными процессами, протекающими в организме. Поэтому найти один-единственный ген, от которого зависит старение, вряд ли удастся - скорее это будет несколько генов. Американский научный журнал "Science" сообщает, что первый ген старения недавно обнаружен группой японских и американских исследователей из Стэндфордского университета в США. Они изучали больных с признаками преждевременного старения - синдромом Вернера. Вообще, этот недуг довольно редкий, он поражает четырех человек из 100 тысяч. Страдающие синдромом Вернера уже в 35-40 лет выглядят как 80-летние, их организм изнашивается в два раза быстрее, чем у других людей. Исследование ДНК больных с синдромом Вернера показало, что "виноват" ген, расположенный на девятой хромосоме. Именно мутация в этом гене привела к нарушению каких-то важных процессов в организме и ускорению старения. Однако сказать что-либо определенное о работе "гена старения " ученые пока не могут. Скорее всего, он выполняет какие-то регуляторные задачи.

Внутри гена, ответственного за синдром Вернера, были обнаружены особые участки ДНК, называемые Alu-последовательностями. Подобные участки раньше считали "балластной" ДНК, служащей чем-то вроде прослойки между генами, несущими информацию о белках. Сегодня стало ясно, что Alu-последовательности играют какую-то особую роль, связанную, возможно, с регуляторными функциями генов. Они чаще, чем другие участки ДНК, подвергаются изменениям, мутациям. Возможно, что участие гена, расположенного на девятой хромосоме, в процессах старения связано с его повышенной изменчивостью.

Джон Локк и генетика

В журнале "Народное образование", № 9, 1999г. на стр. 241-244 под рубрикой "педагогическая академия" опубликована статья доктора педагогических наук, профессора Валентина Кумарина "Джон Локк и генетика". В ней обсуждаются проблемы в современном воспитании, непосредственно связанные с блистательным педагогическим трудом "Мысли о воспитании" Джона Локка.

Разницу между воспитанием и обучением Локк (как и Ушинский, и Макаренко!) усматривал прежде всего в том, что если дидактические воздействия, способствующие усвоению знаний, направляются, говоря современным языком, в область сознания, то воздействия "собственно воспитательного" свойства адресуются подсознанию, т. е. туда, где обитают инстинкты, влечения, потребности, характер и где формируются привычки поведения по известной в физиологии схеме "стимул - реакция".

Заслуживают пристального внимания соображения автора о влиянии наследственности. "С тех пор, как во всем мире начался невиданный бум в генетических исследованиях, ученые получили фантастические результаты, которые свидетельствуют, что сегодня только самые заскорузлые марксистские догматики могут долдонить о "всеопределяющей роли среды" и отрицать определяющую роль биологических структур человека, прежде всего его генетической программы, - она, как известно, задается природой (тут и "новообразователи" тихо помалкивают) и у каждого человека неповторимая".

О двух открытиях чуть подробнее

В начале 90-х годов выходец из КНР российский ученый Цзян Кань Чжень установил, что в человеческом организме существует биомагнитное поле, которое является главным носителем генной информации. Что для передачи этой информации можно обходиться без довольно рутинной селекционной работы. В своей хабаровской лаборатории он разработал метод биологической сверхчастотной связи и, минуя все стадии отбора, скрестил кукурузу с пшеницей, огурец с дыней, арахис с подсолнечником. Этим же методом ему удалось получить зародыши (и выговорить страшно!) куроутки и козлокролика. Собственный ген он спроецировал на яйцо наседки и получил цыпленка, покрытого не перьями, а человеческим волосом.

Открытие запатентовано в Москве и Женеве. Оно признано международной научной общественностью как новое направление в генной инженерии. На международных выставках медико-технических достижений Цзян был трижды удостоен золотых медалей. Под теорию российского ученого в Китае началось строительство специализированного медицинского центра. К биотрону (установка для проецирования генов) практический и научный интерес проявили в Австралии, Японии, Швейцарии, США. Значение этого открытия не затмило даже шотландское чудо - овечка Долли. И только в России о феноменальных достижениях Юрия Владимировича Цзяна (ученый сам выбрал эти имя и отчество) и слышать не хотят. Смотрят на него глазами Лысенко как на "идеалистическую чертовщину" (см.: Красите Игорь. Чужой // Труд. 19апреля.).

Найден ген гениальности!

Это открытие комментирует доктор биологических наук Петр Гаряев: "Само по себе существование гена гениальности вряд ли вызывает сомнения. В конце концов все наши способности и пристрастия определяются генным аппаратом. Могут быть только споры: один ли "специализированный" ген или некий генный конгломерат максимально заостряет способности человека в каком-то одном виде деятельности, пристрастия к которому определяются другими генами. Скажем, если ребенок любит рисовать - это результат "работы" неких генов, набор которых в хромосомах может диктоваться рядом случайных причин. А попавший сюда же ген гениальности сделает из него гениального художника. То же самое с пристрастиями музыкальными, литературными, артистическими. Все они обостряются до предела геном гениальности, позволяя человеку в совершенстве овладеть выбранной специальностью" (См.: Валентинов Альберт. Гениальность по наследству // Российская газетаянваря.). Сопоставьте эту "генную" информацию с еще одним обобщением Локка, которому он придавал ключевое значение: "Этот метод обучения детей путем повторной практики, путем многократного выполнения под наблюдением и руководством воспитателя одного и того же действия до тех пор, пока дети не привыкнут делать это хорошо, с какой бы стороны мы ни рассматривали его, имеет столько преимуществ перед методом, рассчитанным на правила, которые дети должны усвоить с помощью памяти, что я могу только удивляться (если вообще можно удивляться дурным обычаям), как он мог остаться в столь большом пренебрежении... Пользуясь этим методом, мы можем видеть, соответствуют ли требования, предъявляемые к ребенку, его способностям и подходит ли тот или другой прием к природным дарованиям и конституции ребенка" (Локк Джон. Пед. соч. - М., 1939. - С. 104). А дальше квинтэссенция: "Мы не должны рассчитывать на то, чтобы полностью изменить их прирожденные характеры, чтобы сделать веселого человека задумчивым и серьезным, а меланхолика веселым человеком, не портя их. Бог наложил определенную печать на душу каждого человека, которая, подобно его внешнему облику, может быть немного исправлена, но вряд ли можно ее целиком изменить и превратить в противоположное... Ибо во многих случаях, все, что мы можем сделать и к чему мы должны стремиться, - это использовать наилучшим образом то, что дала природа, предупредить те пороки и недостатки, к которым наиболее предрасположена данная конституция" (Там же). Кумарин отмечает: "Ну разве не очевидно, что 300 (!) лет назад Локк разглядел все, что касается основания научной педагогики, хотя и пользовался презренным методом "ползучего эмпиризма". Зато оппоненты Локка, признающие только "метод теоретического мышления", т. е. оголтелую схоластику, не видят ничего, даже стоя с генетикой в обнимку (См., например: Лазарев эмпиризм против развивающего обучения// Педагогика№ 3). Не иначе как ген, отвечающий за способность видеть и понимать, достался им безнадежно дефектным, а "новообразования", как и надо было ожидать, оказались мыльными пузырями. Не помогли".

Имеется ссылка на Дж. Локка по вопросу о воспитании и обучении, в частности, об учении: "Я вовсе не отрицаю, что обучение наукам очень способствует развитию и добродетели, и мудрости в людях с хорошими духовными задатками, но необходимо также согласиться и с тем, что в других людях, не имеющих таких задатков, оно ведет лишь к тому, что они становятся еще более глупыми и дурными людьми..." Локк Джон. Пед. соч. - М., 1939. - с.177)

Приведены соображения видного генетика, дочери выдающегося русского математика , о дифференциации уровней обучения для генетически различным образом одаренных детей.

Лауреаты Нобелевской премии в области генетики

Завещание Альфреда Нобеля

Я, нижеподписавшийся, Альфред Бернхард Нобель, обдумав и решив, настоящим объявляю мое завещание по поводу имущества, нажитого мною к моменту смерти.

Все остающееся после меня реализуемое имущество необходимо распределить следующим образом: капитал мои душеприказчики должны перевести в ценные бумаги, создав фонд, проценты с которого будут выдаваться в виде премии тем, кто в течение предшествующего года принес наибольшую пользу человечеству. Указанные проценты следует разделить на пять равных частей, которые предназначаются: первая часть тому, кто сделал наиболее важное открытие или изобретение в области физики, вторая - тому, кто совершил крупное открытие или усовершенствование в области химии, третья - тому, кто добился выдающихся успехов в области физиологии и медицины, четвертая - создавшему наиболее значительное литературное произведение, отражающее человеческие идеалы, пятое - тому, кто внесет весомый вклад в сплочение народов, уничтожение рабства, снижение численности существующих армий и содействие мирной договоренности. Премии в области физики и химии должны присуждаться Шведской королевской академией наук, по физиологии и медицине - Королевским Кароллинским институтом в Стокгольме, по литературе - Шведской академией в Стокгольме, премия мира - комитетом из пяти человек, избираемым Норвежским стортингом. Мое особое желание заключается в том, чтобы премию получали наиболее достойные, независимо от того, скандинавы они или нет.

Сие завещание является последним и окончательным, оно имеет законную силу и отменяет все мои предыдущие завещания, если таковые обнаружатся после моей смерти.

Наконец, последнее мое обязательное требование состоит в том, чтобы после моей кончины компетентный врач однозначно установил факт смерти, и лишь после этого мое тело следует предать сожжению,
Париж, 27 ноября 1895 г. Альфред Бернхард Нобель.

Нобелевские премии были присуждены следующим исследователям за выдающиеся достижения и открытия фундаментальных законов генетики: 1933 г. - Томасу Ханту Моргану за открытие функций хромосом как носителей наследственности.
1946 г. - Герману Дж. Меллеру за открытие возникновения мутаций под воздействием рентгеновских лучей.
1957 г. - Александеру Тодду за работы по нуклеотидам и нуклеотидным коферментам.
1958 г. - Джорджу Биллу и Эдуарду Тейтему за открытие способности генов регулировать определенные химические процессы, и другую половину - Джошуа Ледербергу за открытия, касающиеся генетической рекомбинации у бактерий и структуры их генетического аппарата.
1959 г. - Севера Очоа и Артуру Корнбергу за исследование механизма биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот.
1962 г. - Френсису Крику, ДжеймсуУотсану и Морису Уилкинсу за установление молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее роли в передаче информации в живой материи.
1965 г. - Андре Мишелю Львову, Франсуа Жакобу и Жаку Люсьену Мане за открытие генетической регуляции синтеза ферментов и вирусов.
1968 г. - Роберту Холли, Хару Гобинду Коране и Маршаллу Ниренбергу за расшифровку генетического кода и его функции в синтезе белков.
1969 г. - Максу Дельбрюку, Альфреду Херши и Сальвадору Дурне за открытие цикла репродукции вирусов и развитие генетики бактерий и вирусов.
1975 г. - Ренато Дульбекко за исследование механизма действия онкогенных вирусов, Хоуарду Мартину Темину и Дейвиду Балтимору за открытие обратной транскриптазы. 1978 г. - Даниэлю Натансу, Гамильтону Смиту и Кернеру Арберу за открытие ферментов рестрикции и работу по использованию этих ферментов в молекулярной генетике.
1980 г. - Баруху Бенацеррафу, Жану Доссе и Джорджу Снеллу за их открытие генетически детерминированных структур поверхностей клеток, регулирующих иммунологические реакции.
1980 г. - Полу Бергу за фундаментальные исследования в области биохимии нуклеиновых кислот, в частности рекомбинантной ДНК, и вторую половину - Уолтеру Гилберту и Фредэрику Сен - Геру за признание успехов, достигнутых в области генной инженерии и молекулярной генетики.
1983 г. - Барбаре Макклинток за открытие подвижных элементов генома.
1985 г. - Майклу Стюарту Брауну и Джозе - фу Леонарду Голдстейну за раскрытие механизма регуляции холестеринового обмена.
1989 г. - Дж. Майклу Бишопу и Вармусу за открытие природы онкогенов.
1989 г. - Сиднею Альтману и Томасу Чеку за открытие каталитической функции РНК и применение этой функции в биотехнологии.

Теоретические основы школьного курса генетики

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ

I. Открытие законов наследственности. В 1865 к австрийский естествоиспытатель Грегор Мендель описал в статье «Опыты над растительными гибридами» два принципиально важных явления, открытых с помощью разработанного им метода генетического анализа.

1. Признаки определяются отдельными наследственными факторами, которые передаются через половые клетки.
2. Отдельные признаки организма при скрещивании не исчезают, а сохраняются в потомстве в том же виде, в каком они были у родительских особей.
Таким образом, был открыт один из важных источников изменчивости, а именно механизм сохранения приспособительных признаков вида в ряду поколений.

II. Официальное рождение генетики. Весной 1890 г. три ботаника независим6 друг от друга в трех разных странах на разных объектах пришли к открытию важных закономерностей наследования признаков в потомстве гибридов. де Фриз (Голландия), К. Корренс (Германия) и К. Чермак (Азетрия). Однако оказалось, что три ботаника всего-навсего «переоткрыли» закономерности наследования Г Менделя.

III. Развитие хромосомной теории. С 1911 г. Т. Моргам с сотрудниками в Колумбийском университете (США) начинает публиковать серию работ, в которых формулирует хромосомную теорию наследственности. Экспериментально доказывается, что основными носителями генов является хромосомы и что гены в хромосомах располагаются линейно.

IV. Открытие нуклеиновых кислот как наследственного материала. Особую роль в этом открытии, сделанном в 1928 г., Сыграли исследования Ф. Гриффита, касающиеся природы явления трансформации: приобретение соответствующих свойств живыми клетками под влиянием веществ из убитых высокой температурой клеток. О. Звери и другие ученые затем показали, что подобные свойства от одной клетки к другой могут передаваться только с очищенной ДНК.

V. Расшифровка строения молекулы ДНК. В 1953 г. английский биофизик и генетик Ф. Крик н американский биохимик Дж. Уотсон предложили модель структуры ДНК, которая с тех пор многократно проверялась и была признана 1 правильной как в целом, так и во многих деталях. С этого момента начинается совершенно новый период развития не только генетики, но и всей биологии в целом.