Концепція сучасного природознавства 5 лютого

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

Введення

1. Формування хромосомної теорії

2. Зчеплене спадкування

3. Неповне зчеплення генів. Кросинговер

4. Успадкування, зчеплене зі статтю

5. Основні положення хромосомної теорії спадковості

Висновок

Список використаної літератури

Введення

Сучасна біологія - комплексна система знань, що включає в себе велику кількість самостійних біологічних наук. Пізнання життя на різних рівнях її організації, вивчення різних властивостей організмів та об'єктів живого, а також розмаїтість використовуваних методів дослідження дозволяють виділити велику кількість біологічних дисциплін.

Генетика по праву може вважатися однією з найбільш важливих розділів біології. Протягом тисячоліть людина користувалася генетичними методами для поліпшення домашніх тварин і оброблюваних рослин, не маючи уявлення про механізми, що лежать в основі цих методів.

Проте лише в XX ст. учені стали усвідомлювати повною мірою важливість законів спадковості і її механізмів. Хоча успіхи мікроскопії дозволили встановити, що спадкові ознаки передаються з покоління в покоління через сперматозоїди і яйцеклітини, залишалося незрозумілим, яким чином дрібні частки протоплазми можуть нести собі "задатки" того величезного безлічі ознак, з яких складається кожен окремий організм.

Спадковість полягає у здатності організмів передавати особливості будови, функції, розвитку своєму потомству. Спадковість забезпечує спадкоємність між поколіннями і обумовлює існування видів. Крім того, виділяють поняття спадкування, маючи на увазі конкретний спосіб передачі спадкової інформації в ряду поколінь, який може бути різний залежно від форм розмноження, локалізації генів у хромосомах і т.п. В основі спадковості лежать структурні та функціональні можливості генетичної інформації клітин.

Хромосомна теорія спадковості, теорія, згідно якої хромосоми, укладені в ядрі клітини, є носіями генів і являють собою матеріальну основу спадковості.



1. Формування хромосомної теорії

До кінця ХІХ ст. в результаті підвищення оптичних якостей мікроскопів і вдосконалення цитологічних методів можливо стало спостерігати поведінку хромосом у гаметах і зигота. Ще в 1875 р. Гертвиг ​​звернув увагу на те, що при заплідненні яєць морського їжака відбувається злиття двох ядер - ядра спермия і ядра яйцеклітини. У 1902 р. Бовері продемонстрував важливу роль ядра в регуляції розвитку ознак організму, а в 1882 р. Флеммінг описав поведінку хромосом під час мітозу.

У 1900 р. закони Менделя були вдруге відкриті і належним чином оцінені майже одночасно і незалежно один від одного трьома вченими - Фризом, Корренсом і Чермак. Корренс сформулював висновки Менделя у звичній нам формі двох законів і ввів термін "фактор", тоді як Мендель для опису одиниці спадковості користувався словом "елемент". Пізніше американець Вільям Сеттон зауважив дивну подібність між поведінкою хромосом під час утворення гамет і запліднення і передачею Менделєєвський спадкових факторів.

На основі викладених вище даних американський цитолог У. Сеттон і німецький цитолог і ембріолог Т. Бовері висловили думку, що хромосоми є носіями Менделєєвський факторів, і сформулювали так звану хромосомну теорію спадковості. Відповідно до цієї теорії, кожна пара факторів локалізована в парі гомологічних хромосом, причому кожна хромосома несе по одному фактору. Оскільки число ознак у будь-якого організму в багато разів більше числа його хромосом, видимих ​​у мікроскоп, кожна хромосома має містити безліч чинників.

У 1909 р. Йогансен замінив термін фактор, який означав основну одиницю спадковості терміном ген. Альтернативні форми гена, що визначають його прояв у фенотипі, назвали алелями. Аллели - це конкретні форми, якими може бути представлений ген, і вони займають одне і те ж місце - локус - в гомологічних хромосомах.

2. Зчеплене спадкування

Незалежне комбінування ознак (третій закон Менделя) здійснюється за умови, що гени, що визначають ці ознаки, знаходяться у різних парах гомологічних хромосом. Отже, у кожного організму число генів, здатних незалежно комбінуватися в мейозі, обмежена числом хромосом. Однак в організмі число генів значно перевищує кількість хромосом. Наприклад, у кукурудзи вивчено понад 500 генів, у мухи дрозофіли - більше 1 тис., а у людини - близько 2 тис. генів, тоді як хромосом у них 10,4 і 23 пари відповідно. Це дало підставу припустити, що в кожній хромосомі локалізовано безліч генів. Гени, локалізовані в одній хромосомі, утворюють групу зчеплення і успадковуються разом. Кількість груп зчеплення відповідає гаплоїдному набору хромосом, оскільки групу зчеплення складають дві гомологічні хромосоми, в яких локалізовані однакові гени.

Закономірності зчепленого успадкування генів були вивчені Т.Х. Морганом і його учнями на початку 20-х років XX століття. Об'єктом для досліджень була плодова мушка дрозофіла.

У дрозофіли гени, які контролюють забарвлення тіла і довжину крила, представлені такими парами алелів: сіре тіло - чорне тіло, довгі крила - зародкові (короткі). Сіре тіло і довгі крила домінують. Очікуване ставлення фенотипів в F 2 від схрещування між гомозиготною з сірим тілом і довгими крилами і гомозиготой з чорним тілом і зародковими крилами має скласти 9:3:3:1. це вказувало на звичайне менделєєвської успадкування при дигибридном схрещуванні, обумовлене випадковим розподілом генів, що знаходяться в різних, негомологічних хромосомах. Однак замість цього в F 2 були отримані в основному батьківські фенотипи стосовно приблизно 3:1. це можна пояснити, припустивши, що, гени забарвлення тіла і довжини крила локалізовані в одній і тій же хромосомі, тобто зчеплені.

Практично, однак, співвідношення 3:1 ніколи не спостерігається, а виникають всі чотири фенотипу. Це пояснюється тим, що повне зчеплення зустрічається рідко. У більшості експериментів із схрещування при наявності зчеплення крім мух з батьківськими фенотипами виявляються особини з новими поєднаннями ознак. Ці нові фенотипи називають рекомбінантними. Все це дозволяє дати таке визначення зчеплення: два або більше генів називають зчепленими, якщо нащадки з новими генними комбінаціями (рекомбінантний) зустрічаються рідше, ніж батьківські фенотипи.

3. Неповне зчеплення генів. Кросинговер

У 1909 р. бельгійський цитолог Янссенс спостерігав утворення хіазм під час профази I мейозу. Генетичне значення цього процесу роз'яснив Морган, який висловив думку, що кросинговер (обмін алелями) відбувається в результаті розриву і рекомбінації гомологічних хромосом під час утворення хіазм. У цей час частини двох хромосом можуть перехрещуватися і обмінюватися своїми ділянками. У результаті виникають якісно нові хромосоми, що містять ділянки (гени) як материнських, так і батьківських хромосом. Аллели, що входять до групи зчеплення у батьківських особин, поділяються і утворюються нові поєднання, які потрапляють в гамети, - процес, звані генетичної рекомбінацією. Нащадків, які виходять з таких гамет з "новими" поєднаннями алелей, називають рекомбінантними.

Частота (відсоток) перекреста між двома генами, розташованими в одній хромосомі, пропорційна відстані між ними. Кросинговер між двома генами відбувається тим рідше, чим ближче один до одного вони розташовані. У міру збільшення відстані між генами все більше зростає ймовірність того, що кросинговер розведе їх за двома різними гомологічним хромосомами.

Гібриди першого покоління (самки) були схрещені з чорнотіла зачаточнокрилимі самцями. У F 2 крім батьківських комбінацій ознак, з'явилися нові - мухи з чорним тілом і зародковими крилами, а також з сірим тілом і нормальними крилами. Щоправда, кількість рекомбінантних нащадків невелика і складає 17%, а батьківських - 83%. Причиною появи невеликої кількості мух з новими поєднаннями ознак є кросинговер, який призводить до нового рекомбінантного поєднанню алелів генів b + і vg в гомологічних хромосомах. Ці обміни відбуваються з імовірністю 17% і у результаті дають два класи рекомбінантів з однаковою ймовірністю - по 8,5%.

Біологічне значення кросинговеру надзвичайно велике, оскільки генетична рекомбінація дозволяє створювати нові, раніше не існували комбінації генів і тим самим підвищувати спадкову мінливість, яка дає широкі можливості адаптації організму в різних умовах середовища.

4. Успадкування, зчеплене зі статтю

Належність до певної статі - важлива особливість фенотипу особини. При вивченні будови хромосом статевих і соматичних клітин тварин і людини було встановлено, що організми різних статей розрізняються по набору хромосом. У соматичних клітинах зазвичай знаходяться дві статеві хромосоми. У жіночому каріотипі статеві хромосоми представлені великими парними (гомологічними) хромосомами (ХХ). У чоловічому каріотипі пара статевих хромосом включає одну Х-хромосому і невелику паличкоподібну У-хромосому. Таким чином, хромосомний набір людини містить 22 пари аутосом, однакових у чоловічого і у жіночого організмів, і одну пару статевих хромосом, по якій розрізняються обидві статі.

У тому випадку, коли гени, які контролюють формування тієї чи іншої ознаки, локалізовані в аутосомах, спадкування здійснюється незалежно від того, хто з батьків (мати або батько) є носієм досліджуваного ознаки. Якщо ж гени знаходяться в статевих хромосомах, характер успадкування ознак різко змінюється. Наприклад, у дрозофіли гени, локалізовані в Х-хромосомі, як правило, не мають алелей в У-хромосомі. З цієї причини рецесивні гени в Х-хромосомі гетерогаметного підлоги практично завжди виявляються, будучи в однині.

Ознаки, гени яких локалізовані у статевих хромосомах, називаються ознаками, зчепленими зі статтю. Явище успадкування, зчепленого з підлогою, було відкрито Т. Морганом у дрозофіли.

Х-і У-хромосоми мають загальні гомологічні ділянки, де локалізовані гени, що визначають ознаки, які успадковуються однаково як у чоловіків, так і у жінок.

Крім гомологічних ділянок, Х-і У-хромосоми мають негомологичностью ділянки. Негомологичностью ділянку У-хромосоми, крім генів, що визначають чоловіча стать, містить гени перетинок між пальцями ніг і волохатих вух у людини.

Патологічні ознаки, зчеплені з негомологичностью ділянкою У-хромосоми, передаються всім синам, оскільки вони отримують від батька У-хромосому.

Негомологичностью ділянку Х-хромосоми містить у своєму складі ряд важливих для життєдіяльності організмів генів. Оскільки у гетерогаметного статі (ХУ) Х-хромосома представлена ​​в єдиному числі, то ознаки, що визначаються генами негомологичностью ділянки Х-хромосоми, будуть виявлятися навіть в тому випадку, якщо вони рецесивні. Такий стан генів називається гемізиготність. Прикладом такого роду Х-зчеплених рецесивних ознак у людини є гемофілія, м'язова дистрофія Дюшена, атрофія зорового нерва, дальтонізм (дальтонізм) і ін

Гемофілія - це спадкова хвороба, при якій кров втрачає здатність згортатися. Поранення, навіть подряпина чи удар, можуть викликати рясні зовнішні чи внутрішні кровотечі, які нерідко закінчуються смертю. Тому хворих на гемофілію слід ретельно оберігати від усякого роду травм. У деяких країнах для таких дітей створено спеціальні школи. Це захворювання зустрічається, за рідкісним винятком, тільки у чоловіків. Було встановлено, що гемофілія обумовлена ​​рецесивним геном, локалізованим в Х-хромосомі, тому гетерозиготні по даному гену жінки мають нормальної згортанням крові.

Розглянемо успадкування гемофілії у людини:

h - ген гемофілії (кровоточивості);

Н - ген нормальної згортання крові.

Враховуючи, що в генотипі жінки є дві X-хромосоми, а у чоловіків - одна Х-хромосома і одна Y-хромосома, запишемо схему успадкування гемофілії:

Як видно зі схеми, нащадки даного шлюбу проявляють розщеплення ознаки: половина дочок (Х H Х h) є носіями гена гемофілії, а половина синів (X h У) - гемофілікам, друга половина - дочки (Х H Х H) і сини (Х H У) - виявляться здоровими. Таким чином, гемофілія, що передається через жінок, проявляється у половини їх синів.

Фенотипическое прояв гемофілії у дівчаток буде спостерігатися в тому випадку, якщо мати дівчинки є носієм гена гемофілії, а батько - гемофілікам. Подібна закономірність успадкування характерна і для інших рецесивних, зчеплених зі статтю ознак.

Генеалогічним методом можна виявити зчеплені зі статтю захворювання (дальтонізм, гемофілію і т.д.), аутосомно-домінантні хвороби (полідактилії), а також аутосомно-рецесивні хвороби (фенілкетонурію).

5. Основні положення хромосомної теорії спадковості

  • Гени локалізовані в хромосомах. При цьому різні хромосоми містять неоднакове число генів. Крім того, набір генів кожної з хромосом унікальний.

  • Алельних гени займають однакові локуси в гомологічних хромосомах.

  • Гени розташовані в хромосомі в лінійній послідовності на певній відстані один від одного.

  • Гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, тобто успадковуються переважно зчеплене (спільно), завдяки чому відбувається зчеплене успадкування. Кількість груп зчеплення дорівнює гаплоїдному числу хромосом даного виду у (гомогаметного підлоги) або більше на 1 (біля гетерогаметного статі).

Зчеплення порушується в результаті кросинговеру, частота якого прямо пропорційна відстані між генами в хромосомі (тому сила зчеплення перебуває у зворотній залежності від відстані між генами).



Висновок

Кожна людина-це загадка і в основному, загадка для самого себе. Наше суспільство, суспільство людей - це найбільша таємниця, і звичайно пізнати цю таємницю, в силах не кожен, але кожен, я впевнений, хоча б у глибині душі, намагається цю таємницю для себе відкрити. Привідкрити її, пізнавши себе самого.

Я думаю, що в цьому питанні, для мене особисто, зможе допомогти концепція сучасного природознавства. Адже основна мета сучасного природознавства - пізнання світу.

Одна з важливих тем концепції природознавства - хромосомна теорія спадковості.

Пол, як і будь-який інший ознака організму, спадково детермінована. Найважливіша роль в генетичній детермінації статі і в підтримці закономірного співвідношення статей належить хромосомному апарату.

Оцінюючи значення роботи Г. Менделя для розвитку науки, видатний вітчизняний генетик Н.В. Тимофєєв-Ресовський писав: "Його (Менделя) велич у тому, що, знаючи і враховуючи всі явища, відкриті (його попередниками), але точно не проаналізовані, він так поставив свої досліди й опрацював їх результати, що зміг дати точний, кількісний аналіз успадкування та перекомбінірованія елементарних спадкових ознак в низці поколінь. З, таким чином, отриманий експериментальних даних він зміг сформулювати ймовірнісно-статистичні та комбінаторні закономірності успадкування ".

Список використаної літератури

  1. Бакай А.В., Кочіш І.І., Скрипниченко Г.Г. Генетика. М.: Колос, 2007 р. - 448 с.

  2. Бочков Н.П. Медична генетика - М.: Майстерність, 2001 р.

  3. Грін М., Стаут У., Тейлор Д. Біологія. М.: Світ, 3 тому, 1996 р.

  4. Дубніщева Т.Я. Концепція сучасного природознавства. Підручник. - М.: ІОЦ Маркетинг, 2000 р. - 832 с.

  5. Іванов В.І. Генетика. М.: ІКЦ Академкнига, 2006 р. - 638 с.

  6. Яригін В.М. Біологія. М.: Вища школа. 2000 р. - 478 з.

  7. Яригін В.М., Волков І.М. та ін Біологія. - М.: Владос, 2001.



Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
42.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Концепція сучасного природознавства 2 лютого
Концепція сучасного природознавства 3 лютого
Концепції сучасного природознавства 5 лютого
Концепція сучасного природознавства 2
Концепція сучасного природознавства 3
Концепція сучасного природознавства
Концепція сучасного природознавства
Концепція сучасного природознавства 2 квітня
Концепції сучасного природознавства 3
© Усі права захищені
написати до нас