ВВЕДЕНИЕ
Тема нашего реферат «Драматические страницы в истории развития генетики». Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов. Она занимает ведущее место в современной биологической науке. Эта тема заинтересовала меня тем, что в современном обществе генетические вопросы широко обсуждаются в разных аудиториях и с разных точек зрения, в том числе этической. Интерес к генетике человека обусловлен несколькими причинами.
Во-первых, это естественное стремление человека познать самого себя. Во-вторых, после того как были побеждены многие инфекционные болезни – чума, холера, оспа и др.увеличилась относительная доля наследственных болезней. В-третьих, после того как были поняты природа мутаций и их значение в наследственности, стало ясно, что мутации могут быть вызваны факторами внешней среды, на которые ранее не обращали должного внимания.
Началось интенсивное изучение воздействия на наследственность излучений и химических веществ. С каждым годом в быту, сельском хозяйстве, пищевой, косметической, фармакологической промышленности и других областях деятельности применяется все больше химических соединений, среди которых используется немало мутагенов. В своей работе я хочу рассказать об истории развития генетики, рассмотреть основные понятия (наследственность и изменчивость), методы их изучения, остановиться на носителе наследственной информации (гене), озвучить задачи генетики и ее роль.
1.ГЕНЕТИКА
Генетика — наука о наследственности и её изменчивости – получила развитие в начале XX в. после того как исследователи обратили внимание на законы Г. Менделя , открытые в 1865 г., но остававшиеся без внимания в течение 35 лет. За короткий срок генетика выросла в разветвленную биологическую науку с широким кругом экспериментальных методов и направлении. Название генетика было предложено английским ученым У. Бэтсоном в 1906 г. Исследователями классического периода развития генетики были выяснены основные закономерности наследования и доказано, что наследственные факторы (гены) сосредоточены в хромосомах. Дальнейший прогресс в изучении закономерностей хранения и реализации генетической информации сдерживался по двум причинам. Во-первых, из-за слишком объемных экспериментов , связанных с более глубоким изучением генов, во-вторых ,ввиду невозможности понять работу генов без углубленного исследования превращения молекул, вовлеченных в генетические процессы. Переход к генетическим исследованиям микроорганизмов, позволивший избегать многих трудностей, был вполне закономерен. Такой переход осуществился в 50-х годах. В 1941 г. Дж. Бидл и Э. Тейтум опубликовал короткую статью » Генетический контроль биохимических реакций у Neurospora «, в которой сообщили о первых генетических экспериментах на микроорганизмах.
Развитие творческих способностей младших школьников средствами ...
... работы по развитию развития творческих способностей у младших школьников средствами проектной деятельности. В заключении приведены краткие итоги исследования. В списке литературы представлена теоретическая база исследования. творческий младший школьник проектный Глава 1. Теоретические аспекты развития творческих способностей у младших школьников средствами проектной деятельности 1 Творческие ...
В последние годы эти исследования получили широкий размах и проводятся на самых различных биологических объектах.
1.1.ЗАРОЖДЕНИЕ ХРОМОМСОМНОЙ ТЕОРИИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Накопление сведений о наследуемых признаках. Попытки понять природу передачи признаков по наследству от родителей детям предпринимались ещё в древности. Размышления на эту тему встречаются в сочинениях Гиппократа, Аристотеля и других мыслителей. В XVII -XVIII гг., когда биологи начали разбираться в процессе оплодотворения и искать, с каким началом — мужским или с женским — связанна тайна оплодотворения, споры о природе наследственности возобновились с новой силой. В 1694 году Р.Я. Каммерариусом было обнаружено , что для завязывания плодов необходимо опыление. Тем самым к концу XVII в. была подготовлена научная почва для начала опытов по гибридизации растений. Первые успехи в этом направлении были достигнуты в начале XVIII в. Первый межвидовой гибрид получил англичанин Т. Фэйрчайлд при скрещивании гвоздик. В 1760г. Кельрейтер начал первый тщательно продумывать опыты по изучению передачи признаков при скрещивании растении. В 1761 — 1766 гг., почти за четверть века до Л. Спалланцани, Кельрейтер в опытах с табаком и гвоздикой показал, что после переноса пыльцы одного растения на пестик отличающегося по своим морфологическим признакам растения образуются завязи и семена, дающие растения со свойствами, промежуточных по отношению к обоим родителям. Точный метод разработанный Кельрейтером, обусловил быстрый прогресс в изучении наследственной передачи признаков.
В конце XVIII -начала XIX в. английский селекционер — растениевод Т. Э. Найт, проводя скрещивание различных сортов, делает важный вывод. Важный вывод Найта явилось обнаружение неделимости мелких признаков при различных скрещиваниях. Дискретность наследственного материала, провозглашенная ещё в древности, получила в его исследованиях первое научное обоснование. Найту принадлежит заслуга открытия «элементарных наследственных признаков». Дальнейшие существенные успехи в развитии методов скрещиваний связанны с О. Сажрэ и Ш. Нодэном. Крупнейшее достижение Саржэ явилось обнаружение феномена доминантности. При скрещивании сортов он нередко наблюдал подавление признака одного родителя признаком другого. Это явление в максимальной степени проявляется в первом поколении после скрещивания, а затем подавленные признаки снова выявлялись у части потомков следующего поколения. Тем самым Саржэ подтвердил, что элементарные наследственные признаки при скрещивании не исчезают. К этому выводу пришел и Нодэн в 1852 — 1869 гг. Но Нодэн пошел ещё дальше, приступив к количественному изучению пере комбинации наследственных задатков при скрещиваниях. Но на этом пути его ждало разочарование. Неверный методический прием — одновременно изучение большого количества признаков — привел к большой путанице в результатах, и он вынужден был отказаться от своих опытов. Недостатки. присущие опытам Нодэна и его предшественников, были устранены в работе Г. Менделя. Развитие практики гибридизации повело к дальнейшему накоплению сведений о природе скрещиваний. Практика требовала решения вопроса о сохранении неизменными свойств » хороших растении, а также выяснения способов сочетания в одном растении нужных признаков, присущих нескольким родителям. Экспериментально решить этот вопрос не представлялось ещё возможным. В таких условиях возникали различные умозрительные гипотезы о природе наследственности.
Природа гениальности
... эталонами. Средний человек не способен создать того, что сильно отличалось бы от привычного, гений создает нечто, что значительно ... это сочинение («Страдания молодого Вертера») довольно бессознательно, подобно лунатику, то я сам изумился ему, когда приступил ... что нет правила, которое нельзя было бы нарушить ради большей красоты. Вот почему, то, что вчера говорил гений, завтра будут говорить все. ...
1.2.УМОЗРИТЕЛЬНЫЕ ГИПОТЕЗЫ О ПРИРОДЕ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Наиболее фундаментальной гипотезой такого рода. послужившей в известной мере образцом для аналогичных построений других биологов, явилась » временная гипотеза пангенезиса» Ч. Дарвина, изложенная в последней главе его труда » Изменение домашних животных и культурных растении » (1868).Согласно его представлениям, в каждой клетке любого организма образуются в большом числе особые частицы — геммулы, которые обладают способностью распространяться по организму и собираться в клетках, служащих для полового или вегетативного размножения. Дарвин допускал, что геммулы отдельных клеток могут изменяться в ходе онтогенеза каждого индивидуума и давать начало измененным потомкам. Тем самым присоединился к сторонникам наследования приобретенных признаков. Предположение Дарвина о наследие приобретенных признаков было экспериментально опровергнуто Ф. Гальтоном (1871).
Умозрительная гипотеза о природе наследственности была предложена ботаником К. Нэгели в работе » Механико-физиологическая теория эволюции»(1884).
Нэгели предположил, что наследственные задатки передаются лишьчастью вещества клетки, названного им идиоплазмой. Остальная часть(стереоплазма), согласно его представлению, наследственных признаков не несет. Он предположил, что идиоплазма состоит из молекул, соединенных другс другом в крупные нитевидные структуры — мицеллы, группирующиеся в пучки и образующие сеть, пронизывающие все клетки организма. Гипотеза Нэгели подготовляла биологов к мысли о структурированности материальных носителей наследственности. Впервые идея о дифференцирующих делениях ядра клеток развивающегося зародыша была высказана В. Ру. в 1883 г. Выводы Ру послужили отправной точкой для создания теории зародышевой плазмы, получившей окончательное оформление в 1892 г. Вейсман четко указал на носителей наследственных факторов — хромосомы. С начало Ру 1883 г., а затем и Вейсман высказали предположение о линейном расположении в хромосомах наследственных факторов (хромативных зерен, по Ру, и ид по Вейсману) и их продольном расщеплении во время митоза, чем во многом предвосхитили будущую хромосомную теорию наследственности.
Развивая идею о неравно наследственном делении, Вейсман логично пришел к выводу о существовании в организме двух четко разграниченных клеточных линии — зародышевых и соматических. Первые, обеспечивая непрерывность передачи наследственной информации, «потенциально бессмертны» и способны дать начало новому организму. Вторые такими свойствами не обладают. Такое выделение двух категорий клеток имело большое положительное значение для последующего развития генетики.
Молекулярные основы наследственности
... хромосом, и клеток. После расхождения клеток каждая дочерняя клетка вступает в период повышенной биосинтетической активности - в так называемую Gj-фазу. Gj-фаза заканчивается перед началом удвоения хромосом, или, в молекулярных ... положений о наследственности и их последующих ... хромосом, статистический анализ наследования одиночных признаков, выделение и характеристика компонентов хромосом. ...
В. Вальдейер в1888 г. предложил термин хромосома. Работы ботаников и животноводов подготовили почву быстрого признания законов Г. Менделя после их пере открытия в 1900г.
2.ОТКРЫТИЕ Г. МЕНДЕЛЕМ ЗАКОНОВ НАСЛЕДОВАНИЯ
Честь открытия количественных закономерностей, сопровождающих формирование гибридов, принадлежит чешскому ботанику-любителю Иоганну Грегору Менделю. В своих работах, выполнявшихся в период с 1856 по 1863г., он раскрыл основы законов наследственности.
Первое его внимание было обращено на выбор объекта. Для своих исследований Мендель избрал горох. Основанием для такого выбора послужило, во-первых, то, что горох — строгий самоопылитель, и это резко снижало возможность заноса нежелательной пыльцы; во-вторых, в то время имелось достаточное число сортов гороха, различавшихся по нескольким наследуемым
признакам. Мендель получил от различных ферм 34 сорта гороха. После двух годовой проверки, сохраняют ли они свои признаки неизменными при размножении без скрещивания, он отобрал для экспериментов 22 сорта.
Мендель начал с опытов по скрещиванию сортов гороха, различающихся по одному признаку ( моногибридное скрещивание).
Во всех опытах с 7 парами сортов было подтверждено явление доминирования в первом поколении гибридов, обнаруженное Сажрэ и Нодэном. Мендель ввел понятие доминантного и рецессивного признаков, определив доминантными признаки, которые переходят в гибридные растения совершенно неизменными или почти неизменными, а рецессивными те, которые становятся при гибридизации скрытыми. Затем Мендель впервые сумел дать количественную оценку частотам появления рецессивных форм среди общего числа потомков при скрещиваний. Для дальнейшего анализа природы наследственности , Мендель изучил ещё несколько поколении гибридов, скрещиваемых между собой. В результате получили прочное научное обоснование следующие обобщения фундаментальной важности:
1. Явление неравнозначности наследственных признаков.
2. Явление расщепления признаков гибридных
3. Обнаружение не только количественных
Мендель Грегор Иоганн
... и просвещения экзамены на право преподавать такие-то предметы в таких-то классах. Законы Менделя Цитологические основы законов Менделя базируются на: парности хромосом ... анализа было и то, что Мендель впервые точно подсчитал число потомков — ... и на основе полученных результатов обосновал идею о существовании наследственных задатков, ответственных за проявление признаков. В своих работах Мендель ...
2.1.РАЗВИТИЕ БИОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Индивидуальные различия даже между близкородственными организмами вовсе не обязательно связаны с различием в генетической структуре этих особей; они могут быть связанны с неодинаковыми условиями жизни. Поэтому делать заключения о генетических различиях можно только на основании анализа большого числа особей. Первым, кто привлек внимание к математическим закономерностям в индивидуальной изменчивости, был бельгийский математик и антрополог А. Кэтлэ. Он явился одним из основателей статистики и теории вероятностей.
В то время важный вопрос был о
Последователь Дальтона К. Пирсон продолжил эту работу в более широких масштабах. Наиболее серьезное и ставшее классическим исследование вопросов, поднимавшихся Дальтоном и Пирсоном и их последователей, было выполнено в 1903 -1909 гг. В . Иоганнсеном, обратившим главное внимание на изучение генетически однородного материала. Исходя из полученных анализов, Иоганнсеном дал точное определение генотипа и фенотипа и заложил основы современного понимания роли индивидуальной изменчивости. Цитологические основы генетики.
2.2.ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ
В 70 — 80-х годах XIX в. были описаны митоз и поведение хромосом во время деления клетки, что навело на мысль, что эти структуры ответственны за передачу наследственных потенций от материнской клетки дочерним. Деление материала хромосом на две равные частицы свидетельствовало в пользу гипотезы, что именно в хромосомах сосредоточена генетическая память. Изучение хромосом у животных и растений привело к выводу, что каждый вид животных существ характеризуется строго определенным числом хромосом.
Открытый Э. ван Бенедоном (1883) факт, что число хромосом в клетках тела вдвое больше, чем в половых клетках, можно объяснить : поскольку при оплодотворении ядра половых клеток сливаются и поскольку число хромосом в соматических клетках остается константным, то постоянному удвоению числа хромосом при последовательных оплодотворения должно противостоять процесс, приводящий к сокращению их числа в гаметах ровно вдвое.
