Предмет биология

Предмет биология.

1.Изучите лекцию:

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Издавна людей волновал во­прос о причинах сходства потом­ков и их родителей. Наука и практика накопили к середине XIX в. огромный фактический ма­териал, но в чем причины сходст­ва и различия организмов, долгое время установить не удавалось.

Свойство организмов обеспе­чивать морфологическую и функ­циональную преемственность меж­ду поколениями получило назва­ние наследственности.

Важный шаг в познании за­кономерностей наследственности сделал выдающийся чешский ис­следователь Г. Мендель. Он показал, что признаки организ­мов определяются дискретными (отдельными) наследственными факторами, и выявил основные законы их наследования.

Работа «Опыты над раститель­ными гибридами» отличалась глубиной и математической точ­ностью, однако она была опуб­ликована в малоизвестных тру­дах Брюннского общества естест­воиспытателей и оставалась неиз­вестной почти 35 лет — с 1865 до 1900 г. Именно в 1900 г Г. д е Фриз в Голландии, Л. К о р р е н с в Германии и Э. Чермак в Австрии незави­симо друг от друга заново открыли законы Менделя и признали его приоритет. Переоткрытие законов Менделя вызвало стремительное развитие науки о наследственности и изменчивости организмов — генетики.

Следует отметить, что Мендель сделал важнейшие открытия в биологии, используя только математический анализ наблюдаемых фактов и ничего не зная ни о генах, ни о ДНК, ни о хромосомах, ни о митозе, ни о мейозе. Только в 80-х гг. XIX в. были описаны процессы деления клеток. Крупный вклад в понимание механизма полового размножения внес немецкий ученый А. Вейсман. Он пришел к выводу, что «вещество наследственности» должно находиться в хромосомах. В 1902 г. Г. Бовери в Германии и В. Сэттон в США, обратив внимание на параллелизм в поведении хромосом в мейозе и в наследовании признаков согласно законам Менделя, предположил, что гены расположены в хромосомах. В дальнейшем расшифровка структуры ДНК, генетического кода, строения генов сделали понятной материальную основу законов, открытых Менделем.

Основные генетические понятия.

► Генети­ка (от греч. geneticos – относящийся к происхождению) – это наука о наследственности и изменчивости организмов.

Первые наблюдения о природе наследственности и изменчивости появились ещё на заре культуры человечества, когда вследствие наблюдений за самим собой и окружающей природой, он пришёл к мысли отбирать для воспроизводства только тех животных и те растения, которые обладали ценными для него качествами. Благодаря такой примитивной селекции человеку удалось создать множество видов различных домашних животных и культурных растений. В церковных канонах провозглашалось запрещение близкородственных браков, грозящих вырождением рода человеческого.

Однако зарождение генетики как науки связано с именем чешского естествоиспытателя Грегора Менделя (), монаха августинского монастыря в г. Брно. Оно относится к 1866 году, когда Г. Мендель впервые опубликовал результаты своих опытов над растительными гибридами. Однако работа Г. Менделя не была понята в своей сущности до начала ХХ века, когда Х. де Фрис, Е. Чермак и К. Корренс, независимо друг от друга, своими опытами подтвердили правильность его выводов.

Главное научное достижение Г. Менделя состоит в доказательстве того, что наследственность является дискретной. Это означает, что наследственное вещество состоит из неделимых единиц – атомов наследственности, которые Мендель назвал «факторами». Впоследствии менделевские «факторы» получили название генов.

► Ген (от греч. genos – род, происхождение) – это единица хранения, передачи и реализации наследствен­ной информации.

В настоящее время полагают, что в геноме человека имеется от 30 до 100 тыс. генов, которые сильно варьируют по размерам – от нескольких сотен, до нескольких тысяч пар нуклеотидов.

► Генотип – это совокупность всех генов, полученных организмом от его родителей.

Ген представляет собой специфический участок молекулы ДНК, в структуре которого закодирована структура опре­деленного полипептида (белка). Это, казалось бы, достаточно про­стое положение известно многим со школы. Однако современные молекулярные исследования коренным образом изменили представления о гене. Поэтому сегодня понятием «ген» обозначается сегмент геномной ДНК или РНК, выполняющий определённую функцию.

► Хромосомы (от греч. chroma – цвет и somа – тело) – это линейные структуры, в которые организованы гены в ядре клетки.

Хромосомы можно окрашивать, вследствие чего они становятся видимыми под микроскопом.

► Кариотип – это хромосомный набор клетки, который в норме у человека состоит из 46 хромосом, разде­ленных на 23 пары (хромосомы, образующие пару, называ­ются гомологичными хромосомами). 22 пары хромосом представляют со­бой аутосомы, 23-я пара – половые хромосомы.

► Аутосомы – это любые хромосомы человека, кроме половых.

Они не отличаются у мужчин и женщин. Гены, локализованные в аутосомах, отвечают за аутосомные признаки.

► Половые хромосомы (рис. 1) – у женщин это две Х-хромосомы (ХХ), а у мужчин – одна Х-хромосома и одна Y-хромосома (XY).

Половые хромосомы несут самые разнообразные гены, в том числе и не имеющие отношения к первич­ным и вторичным половым признакам, и определяют сцепленные с полом, или Х-сцепленные, признаки – дальтонизм, гемофилию, мышечную дистрофию Дюшенна и др.

Половые клетки (гаметы) образуются с помощью особого типа деления, которое называется мейоз. В результате мейоза в каждой половой клетке остается только по одной гомологичной хромосоме из каждой пары, т. е. 23 хромосомы.

► Гаплоидный кариотип (n) – это один экземпляр гомологичных хромосом. Он характерен только для половых клеток – яйцеклеток и сперматозоидов.

При оплодотворении, когда сливаются муж­ская и женская половые клетки и образуется зигота, гаплоидный кариотип женской яйцеклетки восстанавливается до диплоидного за счёт гаплоидного кариотипа сперматозоида.

► Диплоидный кариотип (2n) – это два экземпляра гомологичных хромосом, или сумма двух гаплоидных кариотипов – набор из 46 хромосом, из которых 44 – аутосомы и 2 – половые хромосомы. Диплоидный набор хромосом характерен для соматических (не половых) клеток.

Диплоидный хромосомный набор состоит из пар гомологичных хромосом. Одна хромосома из каждой пары унаследована от материн­ского организма (А или а), другая – от отцовского (А или а). В результате, каждый ген на гомологичной хромосоме (отцовской) имеет соответствующий ген, локализо­ванный в том же месте на другой гомологичной хромосоме (материнской). Такие парные гены (АА, Аа, аа) называются аллелями (от греч. alleon различные формы). Аллели могут быть абсолютно идентичными (АА или аа), но возможны и вариации в их стро­ении (Аа).

Таким образом, у нормального диплоидного организма могут присутствовать только два аллеля, поскольку имеются только пары гомологичных хромосом. Если организм является носителем двух одинаковых аллелей (АА или аа), то это гомозиготный («подобный», «похожий») организм; если же он несёт разные аллели (Аа), то его называют гетерозиготным («непохожим»).

Среди типов взаимодействия аллелей, ведущими являются доминантность и рецессивность.

Явление, при котором в фенотипе проявляется только один признак из альтернативной пары, называется доминированием, а ген, контролирующий данный признак, – доминантным геном, который обозначается заглавными буквами А, В, С и т. д. (аллель А, В, С и т. д. для каждого доминантного признака). Аллель другого родителя, не проявившаяся в фенотипе, но при­сутствующая в генотипе в «скрытом» виде, называется рецессивным геном, обозначаемым малыми буквами а, в, с и др. (аллель а, в, с и др. для каждого рецессивного признака).

Предметом изучения генетики являются два свойства организма – наследственность и изменчивость.

Процесс передачи наследственного материала от родителей потомкам называется наследованием. Закономерности наследования изучаются путём генетического анализа с помощью гибридологического метода (или метода скрещиваний), разработанного Г. Менделем. Сущность его состоит в следующем. Из множества признаков, по которым различаются представители одного вида, для анализа отбирается их ограниченное количество (один-два). Для скрещивания берется родительская пара, которая различается по анализируемым признакам. В ряду поколений ведут количественный учёт потомков.

Потомок от родителей, имеющих разную наследственность, является гибридом.

► Наследственность – это важнейшая особенность живых организмов, заключающаяся в способности сохранять и передавать одинаковые признаки и особенности развития от одного поколения организмов – другому (от родителей потомкам) с помощью генов, обеспечивая характер их индивидуального развития (онтогенеза).

Самовоспроизведение организмов может осуществляться путём вегетативного размножения, когда из части родительской особи возникает организм потомка. Такой путь размножения характерен для растений, микроорганизмов и низших животных (гидра и др.). Высшие же организмы осуществляют воспроизведение себе подобных путём полового размножения, в результате слияния женской и мужской половых клеток, несущих определённую генетическую информацию. На основе этой информации происходит развитие организма, поэтому и говорят о наследовании признаков, хотя наследуются, строго говоря, не признаки, а гены, их определяющие. В основе наследования лежат процессы удвоения, объединения и распределения генетического материала.

2.Выполните задания.

I. Выпишите номера верных суждений.

1.Наследственность - это способность родителей передавать свои признаки следующему поколению.

2. Фенотип - это совокупность генов определенной клетки или организма.

3. В результате мейоза происходит уменьшение хромосом в два раза.
4 .Обмен участками гомологичных хромосом называется конъюгацией.

5. Признак, передающийся по наследству при гибридизации
но не проявляющийся у гибридов первого поколения, называет­ся доминантным.

6. Хромосомы, одинаковые у самца и у самки, называются аутосомами.

7. Особи, в потомстве которых обнаруживается расщепле­ние, называются гомозиготными.

8. В норме набор половых хромосом у женщины - XX.

9. Каждый организм обладает свойствами наследственной изменчивости.

II. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ С ВЫБОРОМ ОДНОГО ПРАВИЛЬНОГО ОТВЕТА

1. Основные закономерности наследственности и изменчи­вости были впервые установлены:

а) Морганом; б)Менделем; в)Мичуриным.

2- Ген - это часть молекулы:

а) Белка; б) ДНК; в)АТФ.

3. Особи, в потомстве которых обнаруживается расщепление, называются:

а) гомозиготными; б) гемизиготными; в) гетерозиготными.

4. Гены, определяющие развитие взаимоисключающих при­знаков, называются:

а) доминантными; б)аллельными; в)рецессивными.

6. Совокупность всех наследственных задатков клетки или организма - это:

а) генотип; б)фенотип; в)генофонд.

7. Кроссинговером называют:

а) сближение гомологичных хромосом; б)тип хромосомной перестройки;

в) обмен участками гомологичных хромосом.

8.Фенотип-это совокупность:

А) генов организма; Б) генов данной популяции или вида; В) внешних и внутренних признаков организма.

9. .Как называется совокупность генов, полученных от родителей?

а) Кариотип. б) Фенотип. в) Генотип. г) Геном.

22. Как называется совокупность внешних и внутренних признаков, полученных от родителей?

а) Кариотип. б) Фенотип. в) Генотип. г) Геном.