Реферати » Реферати по біології » Основні проблеми генетики і механізм відтворення життя

Основні проблеми генетики і механізм відтворення життя

одного покоління організмів до іншого; виявляє механізми і закономірності реалізації генетичної інформації в процесі індивідуального розвитку і вплив на їх умов середовища проживання; вивчає закономірності та механізми мінливості і її роль в пристосувальних реакціях і в еволюційному процесі; вишукує способи виправлення пошкодженої генетичної інформації.

Для вирішення цих задач використовуються різні методи дослідження.

Метод гибридологического аналізу був розроблений Грегором Менделем.
Цей метод дозволяє виявити закономірності успадкування окремих ознак при статевому розмноженні організмів. Сутність його полягає в наступному: аналіз успадкування проводиться за окремими незалежним ознаки; простежується передача цих ознак в ряду поколінь; проводиться точний кількісний облік спадкування кожного альтернативного ознаки і характер потомства кожного гібрида окремо.

Цитогенетический метод дозволяє вивчати каріотип (набір хромосом) клітин організму і виявляти геномні і хромосомні мутації.

Генеалогічний метод припускає вивчення родоводів тварин і людини і дозволяє встановлювати тип успадкування (наприклад, домінантний, рецесивний) тієї чи іншої ознаки, зиготность організмів і ймовірність прояву ознак в майбутніх поколіннях. Цей метод широко використовується в селекції і роботі медико-генетичних консультацій.

Близнюковий метод заснований на вивченні прояву ознак у однояйцевих і двуяйцевих близнюків. Він дозволяє виявити роль спадковості і зовнішнього середовища у формуванні конкретних ознак.

Біохімічні методи дослідження засновані на вивченні активності ферментів і хімічного складу клітин, які визначаються спадковістю. За допомогою цих методів можна виявити генні мутації і гетерозиготних носіїв рецесивних генів.

Популяційно-статистичний метод дозволяє розраховувати частоту зустрічальності генів і генотипів в популяціях.

Введемо основні поняття генетики. При вивченні закономірностей успадкування звичайно схрещують особи, що відрізняються один від одного альтернативними (взаємовиключними) ознаками (наприклад, жовтий і зелений колір, гладка і зморшкувата поверхню горошин). Гени, що визначають розвиток альтернативних ознак, називаються алельних. Вони розташовуються в однакових локусах (місцях) гомологічних (парних) хромосом.
Альтернативний ознака і відповідний йому ген, що виявляється у гібридів першого покоління, називають домінантним, а не виявляється (подавлений) називають рецесивними. Якщо в обох гомологічних хромосомах знаходяться однакові алельні гени (два домінантних або два рецесивних), то такий організм називається гомозиготним. Якщо ж в гомологічних хромосомах локалізовані різні гени однієї алельних пари, то такий організм прийнято називати гетерозиготним за цією ознакою. Він утворює два типи гамет і при схрещуванні з таким же за генотипом організмом дає розщеплення.

Сукупність всіх генів організму називається генотипом. Генотип являє собою взаємодіючі один з одним і впливають один на одного сукупності генів. Кожен ген випробовує на собі дію інших генів генотипу і сам робить на них вплив, тому один і той же ген у різних генотипах може виявлятися по-різному.

Сукупність усіх властивостей і ознак організму називається фенотипом.
Фенотип розвивається на базі певного генотипу в результаті взаємодії з умовами зовнішнього середовища. Організми, що мають однаковий генотип, можуть відрізнятися один від одного залежно від умов розвитку та існування. Окремий ознака називається феном. До фенотипическим ознак належать не лише зовнішні ознаки (колір очей, волосся, форма носа, забарвлення квіток тощо), а й анатомічні (обсяг шлунка, будова печінки тощо), біохімічні (концентрація глюкози і сечовини в сироватці крові і так далі ) та інші.

Глава 2 Спадковість
2.1. Дослідження Менделя

Важливий крок у пізнанні закономірностей спадковості зробив видатний чеський дослідник Грегор Мендель. Він виявив найважливіші закони спадковості і показав, що ознаки організмів визначаються дискретними (окремими) спадковими факторами. Робота "Досліди над рослинними гібридами" відрізнялася глибиною і математичною точністю, проте вона була опублікована в маловідомих працях Брюннскго товариства дослідників природи і залишалася невідомою майже 35 років - з 1865 до 1900 року Саме в 1900р. Г. де Фріз у Голландії, К. Корренс в Німеччині і Е.
Чермак в Австрії незалежно один від одного перевідкрили закони Менделя і визнали його пріоритет. Перевідкриття законів Менделя викликало стрімкий розвиток науки про спадковість і мінливість організмів - генетики.

Будучи у Відні, Мендель зацікавився процесом гібридизації рослин і, зокрема, різними типами гібридних нащадків і їх статистичними співвідношеннями. Ці проблеми і стали предметом наукових досліджень Менделя, які він почав влітку 1856 року.

Успіхи, досягнуті Менделем, частково обумовлені вдалим вибором об'єкта для експериментів - гороху городнього (Pisum sativum). Мендель упевнився, що в порівнянні з іншими цей вид має такими перевагами:

1) є багато сортів, що чітко розрізняються по ряду ознак;

2) рослини легко вирощувати;

3) репродуктивні органи повністю прикриті пелюстками, так що рослина зазвичай самозапильні; тому його сорти розмножуються в чистоті, тобто їх ознаки з покоління в покоління залишаються незмінними;

4) можливе штучне схрещування сортів, і воно дає цілком плодовиті гібриди.

З 34 сортів гороху Мендель відібрав 22 сорти, що володіють чітко вираженими відмінностями по ряду ознак, і використовував їх у своїх дослідах зі схрещуванням. Менделя цікавили сім головних ознак: висота стебла, форма насіння, забарвлення насіння, форма і забарвлення плодів, розташування і забарвлення квіток. Слід зазначити, що у виборі експериментального об'єкта
Менделя де в чому просто пощастило: у спадкуванні відібраних ним ознак не було ряду складніших особливостей, відкритих пізніше, таких як неповне домінування, залежність більш ніж від однієї пари генів, зчеплення генів. Почасти цим фактом пояснюється те, що і до Менделя багато вчених проводили подібні експерименти на рослинах, але жоден з них не отримав таких точних і докладних даних; крім того вони не змогли пояснити свої результати з точки зору механізму спадковості.
2.2. Спадкування при моногібрідномсхрещуванні і закон розщеплення

Для своїх перших експериментів Мендель вибирав рослини двох сортів, чітко розрізнялися за будь-якою ознакою, наприклад, по розташуванню квіток: квітки можуть бути розподілені по всьому стеблу (пазушні) або знаходитися на кінці стебла (верхівкові). Рослини, що розрізняються по одній парі альтернативних ознак, Мендель вирощував протягом ряду поколінь. У всіх випадках аналіз результатів показав, що відношення домінантних ознак до рецесивних в поколінні становило приблизно 3: 1.

Наведений вище приклад типовий для всіх експериментів Менделя, в яких вивчалося спадкування однієї ознаки (моногібрідние схрещування).

На підставі цих та аналогічних результатів Мендель зробив висновки:

1. Оскільки вихідні батьківські сорти розмножувалися в чистоті (НЕ расщепляясь), у сорту з квітками пазух повинні бути два

«пазушних» фактора, а у сорту з верхівковими квітками - два

«верхівкових» фактора.

2. Рослини F1 містили по одному фактору, отриманому від кожної з батьківських рослин через гамети.

3. Ці чинники в F1 не зливаються, а зберігають свою індивідуальність.

4. «Пазушні» фактор домінує над «верхівковим» фактором, який рецесивний. Поділ пари батьківських факторів при утворенні гамет (так що в кожну гамет потрапляє лише один з них) відомо під назвою першого закону Менделя або закону розщеплення. Згідно з цим законом, ознаки даного організму детермінуються парами внутрішніх факторів. В одній гамете може бути представлений тільки один з кожної пари таких факторів.

Тепер ми знаємо, що ці чинники, що детермінують такі ознаки, як розташування квітки, відповідають ділянкам хромосоми, званим генами.

Описані вище експерименти, що проводилися Менделем при вивченні спадкоємства однієї пари альтернативних ознак, служать прикладом моногібридного схрещування. Схема освіти зигот при моногібрідномсхрещуванні показана на рис. 3.

2.3. Зворотний, або аналізує схрещування

Організм з покоління F1, отриманого від схрещування між гомозиготною домінантною і гомозиготною рецесивною особинами, гетерозиготний по своєму генотипу, але має домінантним фенотипом. Для того щоб проявився рецесивний фенотип, організм повинен бути гомозиготним за рецесивним алелей. В поколінні F2 особини з домінантним фенотипом можуть бути як гомозиготами, так і гетерозиготами. Якщо селекціонеру знадобилося з'ясувати генотип такої особи, то єдиним способом, що дозволяє зробити це, служить експеримент із використанням методу, званого анализирующим
(поворотним) схрещуванням. Схрещуючи організм невідомого генотипу з організмом, гомозиготним по рецесивним аллели досліджуваного гена, можна визначити цей генотип шляхом одного схрещування. Наприклад, у плодової мушки Drosofila, довгі крила домінують над зародковими. Особина з довгими крилами може бути гомозиготною (LL) або гетерозиготною (Ll). Для встановлення її генотипу треба провести аналізує схрещування між цією мухою і мухою, гомозиготною по рецесивним аллели (ll). Якщо у всіх нащадків цього схрещування будуть довгі крила, то особина з невідомим генотипом - гомозигота за домінантним алелей. Чисельне співвідношення нащадків 1: 1 указує на гетерозиготність особи з невідомим генотипом.
2.4. Дигибридное схрещування і закон незалежного розподілу

Встановивши можливість передбачати результати схрещувань по одній парі альтернативних ознак, Мендель перейшов до вивчення спадкування двох пар таких ознак. Схрещування між особинами, що розрізняються за двома ознаками, називають дигибридном.

В одному зі своїх експериментів Мендель використовував рослини гороху, що розрізняються за формою і забарвленням насіння. Він схрещував між собою чистосортні (гомозиготні) рослини з гладким жовтим насінням і чистосортні рослини з зморшкуватими зеленими насінням. У всіх рослин
(першого покоління гібридів) насіння були гладкі і жовті. Провівши схрещування рослин. Вирощених з насіння F1, він зібрав від рослин F2

Сторінки: 1 2 3 4 5 6

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар