Генетиката е основна наука. Генетика. Основни концепти. Генетските закони на Г. Мендел

Основни поими Секундарните полови карактеристики се морфофизиолошки карактеристики на фенотипови од различен пол кои не се поврзани со репродуктивниот систем Хермафродитизмот е насока во процесите на полова диференцијација, што доведува до формирање на организми со карактеристики на обата.

Вовед.

1. Историја на развојот на генетиката.

2. Основни концепти на генетиката, методи на нивно проучување.

3. Идентификација на гени. Главната функција на генот.

4. Улогата и задачите на генетиката.

Заклучок.

Список на користена литература.

Вовед.

Мојата тема тест работа„Основни концепти и идеи за генетиката“. Генетиката е наука за наследноста и варијабилноста на организмите. Таа зема водечко местово современата биолошка наука.

Темава ме интересираше затоа што модерното општествогенетските прашања се широко дискутирани во различни публика и со различни точкигледна точка, вклучително и етички. Интересот за човечката генетика се должи на неколку причини. Прво, ова е природна желба на човекот да се спознае себеси. Второ, откако многумина беа поразени заразни болести- чума, колера, сипаници итн., - зголемена е релативната пропорција на наследни болести. Трето, откако се разбраа природата на мутациите и нивното значење во наследноста, стана јасно дека мутациите можат да бидат предизвикани од фактори на животната средина на кои претходно не им било посветено соодветно внимание. Почна интензивно проучувањеефекти врз наследноста на зрачењето и хемиски супстанции. Секоја година се повеќе хемиски соединенија се користат во секојдневниот живот, земјоделството, храната, козметиката, фармаколошката индустрија и други области на активност, меѓу кои се користат и многу мутагени.

Во мојата работа сакам да зборувам за историјата на развојот на генетиката, да ги разгледам основните концепти (наследност и варијабилност), методите за нивно проучување и да се задржам на носителот наследни информации(ген), изразете ги задачите на генетиката и нејзината улога.

Човечката генетика, која брзо се развива во последните децении, даде одговори на многу прашања кои долго време ги интересираат луѓето: што го одредува полот на детето? Зошто децата личат на нивните родители? Кои знаци и болести се наследени, а кои не, зошто луѓето толку се разликуваат едни од други, зошто тесно поврзаните бракови се штетни?

Современата генетика се карактеризира со продлабочување на сите нејзини делови до молекуларно ниво на истражување, развој на мрежа на интердисциплинарни пристапи, особено во контакт со физичката и хемиската биологија, кибернетиката, навлегувањето на генетската методологија и пристапи во сите биолошки науки, како и во антропологијата и општа патологијалице.

Генетиката е дизајнирана да ги открие законите за репродукција на живите суштества низ генерации, појавата на нови својства во организмите, законите индивидуален развојпоединци и материјална основаисториски трансформации на организмите во процесот на еволуција. Првите два проблеми се решени со генска теорија и теорија на мутации. Појаснувањето на суштината на репродукцијата за одредена разновидност на форми на живот бара проучување на наследноста кај претставниците во различни фази еволутивен развој. Предмет на генетиката се вирусите, бактериите, габите, растенијата, животните и луѓето. Наспроти позадината на видовите и другите специфичности во феноменот на наследноста за сите живи суштества, општи закони. Нивното постоење го покажува единството на органскиот свет.

Историја на развојот на генетиката.

Човекот долго време одгледува домашни животни и одгледува земјоделски култури. Во исто време, тој постојано ги подобрува, оставајќи ги најдобрите поединци за репродукција - најкорисните за луѓето. Како што навлегувавме во суштината на феномените на наследноста и варијабилноста на организмите, методите и техниките за размножување на нови сорти и раси беа подобрени и подобрени.

Темелите на генетиката ги постави Чех научникот ГрегорМендел во експериментите, чии резултати беа објавени во 1865 година. Оттогаш, генетиката не запре во својот развој. Сеченов, А.П. Богданов, Н.К.

Генетиката помина низ три добро дефинирани фази во нејзиниот развој.

Првата фаза беше обележана со откритието од страна на Г. Мендел (1865) на факторите на наследност и развојот на хибридолошкиот метод, односно правилата за вкрстување на организмите и земајќи ги предвид карактеристиките на нивното потомство. Мендел прв го сфати тоа, почнувајќи од самиот почеток едноставен случај- разликите во една единствена особина и постепено комплицирање на задачата, може да се надеваме дека ќе се разоткрие целата сплетка на модели на наследување на особини. Овој пристап кон поставувањето експерименти му овозможи на Мендел јасно да ја планира понатамошната сложеност на неговите експерименти. Менделовите закони за наследноста ја поставија основата на генската теорија - најголемото откритиеприродните науки на 20 век, а генетиката стана гранка на биологијата која брзо се развива. Во 1901-1903 година де Вриј номиниран теорија на мутацијаваријабилност што играше голема улогаво понатамошниот развој на генетиката. Важна беше работата на данскиот ботаничар В. Јохансен, кој ги проучуваше моделите на наследување во чисти линии на грав. Тој, исто така, го формулираше концептот „популација“ (група организми од ист вид кои живеат и се размножуваат во ограничена област), предложи да се наречат менделови „наследни фактори“ со зборот ген и даде дефиниции за концептите „генотип“ и „ фенотип“. Во првата фаза, се формираше јазикот на генетиката, беа развиени методи на истражување, беа поткрепени основните принципи и беа откриени основните закони.

Втората фаза се карактеризира со премин кон проучување на феномените на наследноста во клеточно ниво(цитогенетика). Б. Развојот на проучувањето на клетката доведе до појаснување на структурата, обликот и бројот на хромозомите и помогна да се утврди дека гените што контролираат одредени карактеристики не се ништо повеќе од делови од хромозоми. Ова служеше како важен предуслов за изјавата теорија на хромозомитенаследноста. Клучнотоа беше потврдено со студии спроведени на американски муви Drosophila

генетичар Т. Г. Морган и неговите колеги (1910-1911). Тие откриле дека гените се наоѓаат на хромозомите во линеарен редослед, формирајќи групи за поврзување. Морган исто така воспостави модели на наследување на особини поврзани со полот. Стана возможно да се интервенира во механизмот на варијабилност, дополнително се развило проучувањето на гените и хромозомите, се развивала теоријата за вештачка метагенеза, што дозволила генетиката од теоретска дисциплинаоди на примени.

Третата фаза во развојот на генетиката ги одразува достигнувањата молекуларна биологија. И е поврзан со употребата на методи и принципи точни науки- физика, хемија, математика, биофизика и други. Како и проучување на животните феномени на молекуларно ниво. Објекти генетско истражувањестанаа габи, бактерии, вируси. Во оваа фаза, беа проучувани односите помеѓу гените и ензимите и беше формулирана теоријата „еден ген - еден ензим“ (J. Beadle и E. Tatum, 1940): секој ген ја контролира синтезата на еден ензим; ензимот, пак, контролира една реакција од голем број биохемиски трансформации кои се во основата на манифестацијата на надворешни или внатрешен знактело. Оваа теорија играше важна улогаво разјаснувањето физичка природаген како елемент на наследна информација.

Во 1953 година, Ф. Крик и Џ. Вотсон, потпирајќи се на резултатите од експериментите на генетичарите и биохемичарите и на податоците за дифракција на Х-зраци, создадоа структурен модел на ДНК во форма двојна спирала. ДНК моделот што тие го предложија добро се согласува со биолошка функцијана ова соединение: способност за само-дуплирање на генетскиот материјал и одржливо зачувување со генерации - од клетка до клетка. Овие својства на молекулите на ДНК, исто така, го објаснија молекуларниот механизам на варијабилност: сите отстапувања од првобитната структура на генот, грешките во самодуплирањето на генетскиот материјал на ДНК, штом ќе се појават, последователно прецизно и стабилно се репродуцираат во ќерките нишки на ДНК. . Во следната деценија, овие одредби беа експериментално потврдени: концептот на ген беше разјаснет, генетскиот код и механизмот на неговото дејство во процесот на синтеза на протеини во клетката беа дешифрирани. Дополнително, беа пронајдени методи за вештачко добивање мутации и со нивна помош беа создадени вредни растителни сорти и соеви на микроорганизми - производители на антибиотици и амино киселини.

Генетиката се движи кон молекуларно ниво на истражување. Стана возможно да се дешифрира структурата на генот, да се одреди материјалната основа и механизмите на наследноста и варијабилноста. Генетиката научила да влијае на овие процеси и да ги насочува кон вистинската насока. Се појавија широки можности за комбинирање на теоријата и практиката.

Во последната деценија, се појави нова насока во молекуларната генетика - генетски инженеринг - систем на техники што му овозможува на биологот да конструира вештачки генетски системи. Генетскиот инженеринг се заснова на разновидност генетски код: тројки ДНК нуклеотиди го програмираат вклучувањето на аминокиселините во протеински молекулисите организми - луѓе, животни, растенија, бактерии, вируси. Благодарение на ова, можно е да се синтетизира нов ген или да се изолира од една бактерија и да се внесе во генетскиот апарат на друга бактерија на која и недостасува таков ген.

Така, третата модерна сценаразвојот на генетиката отвори огромни перспективи за насочена интервенција во феноменот на наследноста и селекција на растителни и животински организми, ја откри важната улога на генетиката во медицината, особено во проучувањето на моделите на наследни болести и физички аномалии

лице. Новата биологија, изградена врз принципите на генетиката, ги проучува наједноставните компоненти на живиот организам, занемарувајќи го остатокот и постепено се издигнува до

макро ниво. Ова е она што историско значењегенетика. Не се сменија само методите на проучување на живите организми, туку и идеите на луѓето за концептите како наследноста, варијабилноста итн. Денес човештвото веќе гради цели програми („Човечки геном“) - чија главна цел е да се прочита наследноста во човечка ДНК, проучување на комбинации на генски снопови, нивната динамика, функционално значење. Општо земено, откривањето на генетиката е пробив во биологијата. Револуцијата во него беше подготвена од целиот тек на моќниот развој на идеите и методите на мендилизмот и хромозомската теорија на наследноста. Модерната молекуларна генетика е вистинска идеја на целиот 20 век, која на ново ниво ги апсорбира прогресивните резултати од развојот на хромозомската теорија на наследноста, теоријата на мутации, теоријата на гените, методите на цитологија и генетската анализа.

Основни концепти на генетиката, методи на нивно проучување.

ВО органски светИма неверојатни сличности меѓу родителите и децата, меѓу браќата и сестрите и другите роднини. Зошто мајка слон раѓа само слонче, јаболкница расте од семе од јаболко, а пилешко излегува од пилешко јајце? Можеби ниту еден биолошки проблемне доведоа до толку изобилство на фантастични хипотези и измислици како мистериозна појаванаследноста.

Наследноста е интегрална сопственост на сите живи суштества да ги зачуваат и пренесуваат во низа генерации структурните, функционалните и развојните карактеристики карактеристични за еден вид или популација. Наследноста обезбедува постојаност и разновидност на формите на живот и е во основата на преносот на наследни склоности одговорни за формирање на карактеристиките и својствата на организмот. Благодарение на наследноста, некои видови (на пример, рибата со ребра Коелакант, која живеела во девонскиот период) останале речиси непроменети стотици милиони години, репродуцирајќи огромен број генерации во ова време.

Во исто време, во природата постојат разлики помеѓу индивидуите од двата различни видови и истиот вид, сорта, раса итн. Тоа укажува дека наследноста е нераскинливо поврзана со варијабилноста.

Варијабилноста е способност на организмите во процесот на онтогенеза да стекнат нови карактеристики и да ги изгубат старите. Варијабилноста се изразува во фактот дека во секоја генерација, поединечните поединци на некој начин се разликуваат едни од други и од нивните родители. Причината за ова е што знаците и својствата на секој организам се резултат на интеракцијата на два фактори: наследни информации добиени од родителите и специфичните услови на животната средина во кои се одвивал индивидуалниот развој на секој поединец. Бидејќи условите на животната средина никогаш не се исти дури и за индивидуи од ист вид или сорта (раса), станува јасно зошто организмите кои имаат исти генотипови (множеството на сите гени на организмот) честопати значително се разликуваат едни од други по фенотип (на збир на сите својства и карактеристики на организмот). Така, наследноста обезбедува зачувување на карактеристиките и својствата на организмите во текот на многу генерации, а варијабилноста предизвикува формирање на нови карактеристики како резултат на промените во генетските информации или условите на животната средина. Може да биде наследна (онтогенетска, комбинирана, мутациона, корелативна) и ненаследна (модификација).

Кога ја проучуваат наследноста и варијабилноста, тие не го земаат предвид целиот организам како целина, туку неговите индивидуални карактеристики и својства. Карактеристиката е еден од главните концепти во генетиката. Наследството и неговата промена се предмет на најголемо внимание За погодност на проучувањето, знаците се конвенционално поделени на квалитативни и квантитативни.

Квалитативни се морфолошки или биохемиски карактеристики, чија манифестација лесно може да се карактеризира вербално (боја, форма на уво и сл.).

Многу наследни особини немаат јасен израз, тие се проучуваат со мерење и броење (тежина, должина на облогата, број на заби, итн.). Таквите карактеристики се нарекуваат квантитативни. Секоја наследна карактеристика се формира во онтогенезата на поединецот, затоа надворешните услови и други фактори ја одредуваат нејзината целосна или делумна манифестација.

При проучување на наследноста и варијабилноста на различни нивоа на организација на живата материја (молекуларна, клеточна, органска, популација) во генетиката тие користат различни методимодерна биологија:

Генеалошкиот метод се состои од проучување на педигре врз основа на менделовите закони за наследување и помага да се утврди природата на наследувањето на некоја особина (доминантна или рецесивна).

Методот на близнаци е проучување на разликите помеѓу идентични близнаци. Овој метод е обезбеден од самата природа. Тоа помага да се идентификува влијанието на условите на животната средина врз фенотипот за истите генотипови.

Метод на популација. Генетика на населениетоги проучува генетските разлики помеѓу посебни групилуѓе (популации), ги истражува моделите на географска дистрибуција на гените.

Цитогенетскиот метод се заснова на проучување на варијабилноста и наследноста на клеточно и подниво клеточни структури. Воспоставена е врска со редот сериозни болестисо хромозомски абнормалности.

Биохемискиот метод ни овозможува да идентификуваме многу наследни човечки болести поврзани со метаболички нарушувања. Познати се аномалии на јаглени хидрати, аминокиселини, липиди и други видови на метаболизам.

Методите што ги користи генетиката може да се поделат во две групи - соодветни генетски методи и методи на сродни биолошки и медицински дисциплини, чија употреба во генетиката е одредена од наследните карактеристики што се проучуваат - биохемиски, анатомски, физиолошки, ментални итн. централно место меѓу правилните генетски методи зазема генетската анализа. Главниот принцип на генетската анализа е квантитативното сметководство на проучуваните особини во групи индивидуи поврзани едни со други со одредени степени на сродство. Во експерименталната генетика ова се постигнува со користење на системи на вкрстувања и хибридолошка анализа, во медицинска генетика- користејќи генеалошка анализа.

Методите на генетска анализа се разновидни, но главно тоа е систем од секакви вкрстувања, а секоја работа поминува низ следните фази:

1. Се утврдува дали особината е наследна и дали има контрастни форми.

2. Се одредува бројот на гени кои го контролираат развојот на дадена особина.

3. Се утврдува дали постои интеракција помеѓу овие гени.

4. Определување на групата за поврзување (хромозом) и мапирање на генот на хромозомот.

5. Карактеристики на гените.

Во моментов, концептот на генетска анализа вклучува клонирање на гените, определување на нуклеотидната секвенца на ДНК, разјаснување на структурата на интрон-ексонот на генот и генска експресија во онтогенезата.

ДО посебни видовиГенетската анализа вклучува хромозомска анализа, во која проучувањето на формирањето на структурните и функционалните карактеристики на организмите се комбинира со анализа на структурата и однесувањето на поединечните хромозоми. Поради развојот на методите генетскиот инженеринги биотехнологијата, способноста да се анализираат генетските структури и процеси на молекуларно нивозначително се прошири. Генетската анализа нашироко користи статистички (биометриски) методи, без кои е невозможно со сигурност да се утврди природата на преносот на наследни информации.

Генска идентификација. Главната функција на генот.

Генетиката направи голем напредок во објаснувањето на природата на наследноста и на ниво на организмот и на ниво на генот. Улогата на гените во развојот на телото е огромна. Гените ги карактеризираат сите карактеристики на идниот организам, како што се бојата на очите и кожата, големината, тежината и многу повеќе. Гените се носители на наследни информации врз основа на кои се развива еден организам.

И покрај фактот дека сега се знае многу за структурата на хромозомите, структурата и функциите на ДНК, даваат прецизна дефиницијагенот е сè уште тежок. Една можна дефиниција за ген го смета генот како единица на функција. Можеме да кажеме дека генот е мал дел од хромозомот кој има специфична биохемиска функција и има специфичен ефект врз својствата на поединецот.

Хипотезата на А. Гарод. дека „ген – ензим“, или поточно „ген – протеин“, всушност значи дека гените содржат информации за низата на аминокиселините во протеините и дека производот на генската активност е специфичен протеин. Да се ​​каже уште попрецизно, генот содржи информации за синтеза не на протеинската молекула како целина, туку само на молекулата на полипептидот. Протеините, од друга страна, често се комбинација од неколку полипептиди.

Како информациите за низата на ДНК бази се претвораат во низа на амино киселини во протеините? Има само четири различни основи- А, Т, Г, Ц и протеините содржат 20 различни амино киселини. Ако една база ја определи положбата на една аминокиселина во примарна структуранекои протеини, тогаш овој протеин може да содржи само четири типа на амино киселини. Ако секоја аминокиселина е кодирана од две бази, тогаш бројот на можни парови би бил 42 = 16. Ова исто така не е доволно за да се кодираат 20 амино киселини. Само код кој се состои од три бази може да обезбеди вклучување на сите 20 амино киселини во протеинот, бидејќи бројот на можни тројки овде е 43 = 64. Така, секоја амино киселина мора да одговара на три последователни ДНК бази.

Овој однос помеѓу базите и амино киселините е познат како генетски код. Главните карактеристики на генетскиот код може да се формулираат на следниов начин:

Аминокиселината е кодирана од тројка бази во полинуклеотидниот синџир на ДНК.

Кодот е универзален. Во сите живи организми, истите тројки кодираат исти амино киселини.

Аминокиселината може да биде кодирана со повеќе од една тројка (бројот на можни тројки е 64, а бројот на аминокиселини е 20).

Кодот не се преклопува, односно секоја база може да припаѓа само на една тројка.

Механизмот за синтеза на протеини во клетката ја чита низата на бази во една половина од молекулата на ДНК во групи од по три и потоа ги преведува секоја „три“ бази во специфична амино киселина и во специфичен протеин. Механизмот на синтеза на протеини во клетката е исклучително сложен. Тоа вклучува учество на друг вид нуклеинска киселина - рибонуклеинска киселина (РНК) и голем број клеточни структури надвор од клеточното јадро.

Од сето погоре, можеме да кажеме дека главната функција на генот е да ги шифрира информациите неопходни за синтеза на специфичен протеин.

заклучоци

Материјалниот супстрат на наследноста се молекулите на деоксирибонуклеинската киселина (ДНК).

Молекулите на ДНК се способни да се удвојат со голема верност.

Молекулите на ДНК се способни да формираат бесконечна разновидност на различни форми.

ДНК е синџир на нуклеотиди, кои вклучуваат три компоненти - фосфор, јаглени хидрати и азотна база (аденин, гванин, тимин или цитозин).

Молекулата на ДНК се состои од два полинуклеотидни синџири поврзани преку азотни бази и има комплементарна структура: врските помеѓу жиците се формираат само во парови аденин-тимин (A-T) и гванин-цитозин (G-C).

Генетските информации се кодирани со низата бази во ДНК жицата.

Главната функција на генот е да шифрира информации за синтеза на специфичен протеин.

Амино киселините за синтеза на протеини се кодирани од тројки бази во синџирот на ДНК (генетски код).

Шемите за релативна локација на поврзаните гени се нарекуваат генетски карти на хромозоми. Тие го одразуваат она што навистина постои линеарен редоследпоставување на гени на хромозомите и се важни и во теоретски истражувања, и за време на работата на размножување, бидејќи тие ви дозволуваат свесно да изберете парови на особини за време на вкрстувањата, како и да ги предвидите карактеристиките на наследството и манифестациите на различни особини кај организмите што се проучуваат. Имајќи генетски картихромозоми, можно е, со наследување на „сигнален“ ген кој е тесно поврзан со оној што се проучува, да се контролира преносот на потомците на гените кои го одредуваат развојот на особини кои тешко се анализираат. Бројни фактиотсуство (спротивно на законите на Мендел) независна дистрибуцијакарактеристиките кај хибридите од втората генерација беа објаснети со хромозомската теорија на наследноста

Основни одредби на хромозомската теорија на наследноста:

1. Гените се наоѓаат на хромозомите, различните хромозоми содржат нееднаков број на гени, множеството гени за секој од нехомологните хромозоми е единствено.

2. Гените на хромозомот се распоредени линеарно, секој ген зафаќа одреден локус (локација) на хромозомот.

3. Гените лоцирани на истиот хромозом формираат група за поврзување и се пренесуваат заедно (поврзани) на потомците, бројот на поврзувачките групи е еднаков на хаплоидниот сет на хромозоми.

4. Поврзаноста не е апсолутна, бидејќи вкрстувањето може да се случи во профазата на мејозата и гените лоцирани на истиот хромозом се раздвојуваат. Јачината на адхезијата зависи од растојанието помеѓу гените во хромозомот: колку е поголемо растојанието, толку помала силаспојката, и обратно.

Улогата и задачите на генетиката.

Генетиката е релативно млада наука. Но, таа се соочува со многу сериозни проблеми за луѓето. Значи, генетиката е многу важна за решавање на многу медицински прашања поврзани првенствено со различни наследни болести нервен систем(епилепсија, шизофренија), ендокриниот систем(кретенизам), крв (хемофилија, одредена анемија), како и постоење на низа тешки дефекти во структурата на човекот: кратки прсти, мускулна атрофија и др. Користејќи ги најновите цитолошки методи, особено цитогенетските, се спроведуваат опсежни истражувања генетски причини разни видовиболести, благодарение на кои има нова гранка на медицината - медицинска цитогенетика.

Генетиката почна да игра посебна улога во фармацевтската индустрија со развојот на генетиката на микроорганизмите и генетскиот инженеринг. Несомнено, многу останува неистражено, на пример, процесот на мутации или причините за малигните тумори. Токму неговата важност за решавање на многу човечки проблеми предизвикува итна потреба за понатамошен развој на генетиката. Згора на тоа, секој човек е одговорен за наследната благосостојба на своите деца, додека важен факторе неговото биолошко образование, бидејќи знаењето од областа на аномалиите, физиологијата и генетиката ќе го спречи човекот да прави грешки.

Работејќи на темата „Основни концепти и концепти на генетиката“, дојдов до заклучок дека генетиката е насочена кон:

1. Откривање на законите за размножување на живите суштества по генерации;

2. Создавање нови својства во организмите;

3. Идентификување на законите на индивидуалниот развој на поединецот;

4. Идентификација на материјалната основа на историските трансформации на организмите во процесот на еволуција.

Генетиката како наука ги решава следниве главни проблеми:

Ги проучува методите на складирање на генетски информации кај различни организми (вируси, бактерии, растенија, животни и луѓе) и нивните материјални носители;

Ги анализира начините на пренесување на наследни информации од една генерација на организми на друга;

Ги идентификува механизмите и обрасците на имплементација на генетските информации во процесот на индивидуалниот развој и влијанието на условите на околината врз нив;

Ги проучува обрасците и механизмите на варијабилност и нејзината улога во адаптивните реакции и во еволутивниот процес;

Наоѓа начини за корекција на оштетените генетски информации.

Генетиката е исто така основа за решавање на голем број важни практични проблеми. Тие вклучуваат:

1) избор на најефикасните видови методи на хибридизација и селекција;

2) управување со развојот на наследни карактеристики со цел да се добијат најзначајните резултати за една личност;

3) вештачко производство на наследно модифицирани облици на живи организми; 4) развој на мерки за заштита на дивиот свет од штетни мутагени ефекти различни факторинадворешна средина и методи за борба против наследни човечки болести, штетници на земјоделски растенија и животни;

5) развој на методи за генетско инженерство со цел да се добијат високоефикасни биолошки производители активни соединенија, како и да се создадат суштински нови технологии во изборот на микроорганизми, растенија и животни.

Заклучок.

Завршувајќи ја мојата работа на тема „Основни концепти и принципи на генетиката“, дојдов до заклучок дека генетиката е многу фасцинантна и интересна наука. Темелно уживав да ја проучувам оваа тема. Дури и површните сознанија од кои собрав научна литература, ве натера да ја почувствувате огромната моќ на генетиката, која на човекот му дава моќ да ја одреди својата биолошка судбина. Претходно, ми се чинеше дека сите можеме да живееме сосема смирено, не знаејќи ја суштината на тајните на наследноста и дека сето тоа не е важно. Но, постојат илјадници и илјадници прашања кои имаат многу важнокако за поединци, и за целото човештво: зошто децата личат на своите родители? Кои се причините за наследни болести и како да се справиме со нив? Колку долго може да живее човек? Невозможно е да се одговори на прашања без да се знае генетиката без да се научат тајните на наследноста и да се научи да се управува со неа. Кога некој ќе ги открие сите овие тајни и ќе го искористи знаењето во своја полза, тој ќе може да учествува во решавањето на практичните проблеми Земјоделство, медицината, ќе научи да управува со еволуцијата на животот на нашата планета како целина.

Притоа, не смееме да заборавиме дека за духовен живот и намерна активност модерен човекНаучниот светоглед станува исклучително важен. Меѓу филозофски прашањаЕдна од главните работи на новата природна наука е разбирањето на суштината на животот, неговото место во универзумот. И само модерната молекуларна генетика можеше да покаже дека животот е навистина материјален феномен што се развива самостојно, што го одразува влијанието на условите на околината. Таа исто така докажа дека животот има систематска природа што не може да се разложи на неговите компоненти. физички и хемиски процеси. Сепак модерната наукасè уште не ја знае целосно суштината на животот.

Што се однесува до човечките наследни информации, тие се пренесуваат од генерација на генерација. Сите биолошки карактеристики, кои служеле како основа за појава на личност со свест, се кодирани во наследни структури, а нивното пренесување низ генерации е предусловза постоењето на човекот на Земјата како рационално суштество. Човек како биолошки видови- ова е највисокото и во исто време единствено „достигнување“ на еволуцијата на нашата планета. И досега никој не може со сигурност да каже или да обезбеди непобитни докази дека тоа не важи за целиот универзум.

Библиографија.

1. Најдиш В.М. Концепти модерна природна наука: Учебник., 2001 г.

2. Општа биологија. Учебник за 10-11 одделение училишта со длабинска студијабиологија. Изменето од професорот А.О. Ручински. Москва, „Просветителство“ 1993 година.

3. Р.Г. Харе и сор., Биологија за универзитетски кандидати. МН: Факултетот, 1999

Апстракт

лекција по биологија

во 9 одделение на темата

„Историјата на генетиката. Основни концепти на генетиката“

наставник по биологија

Кошлец Дмитриј Јуриевич

„Историја на генетиката. Основни концепти на генетиката“

Цели на лекцијата:

Образовни : Да ги запознае учениците со предметот генетика, некои од неговите достигнувања и импликации за практиката. Научете ги учениците правилно да ја откријат суштината на основните концепти на генетиката.

Развојна : продолжи со развојот на логично размислување.

Едукација : да предизвика интерес кај учениците за предметот, желба да научат повеќе.

Наставни методи:Вербална (приказна), демонстративна (демонстрација) тематски слики, слајдови).

Тип на лекција : Учење нов материјал.

Структура на лекцијата:

Организиран почеток на часот 1 мин

Учење нов материјал 30 мин

Консолидација. 5 минути

Организација домашна работа 3 мин

Организиран крај на часот 1 мин

Планирајте за учење нов материјал:

Генетиката е наука за наследноста и варијабилноста.

Грегор Мендел е основач на генетиката.

1900 година – раѓањето на генетиката како наука.

Развој на генетиката во 20 век.

Наследноста на организмите.

Варијабилност на организмите.

Литература за наставници:

Општа биологија: Учебник за 10-11 одделение. Шк./Д.К. Бељаева, А.О. Рувински и сор. – 2. ед. – М.: Образование, 1992.- 271s

Литература за студенти:

Основи општа биологија: учебник за ученици од 9-то одделение образовните институции/ под општо Уредено од проф. И.Н. Пономарева. – М.: Вентана-Граф, 2003.-240 стр.

За време на часовите:

Здраво. Седни!

Од денешната лекција ќе започнеме да ги проучуваме основите на доктрината за наследноста и варијабилноста.

Отворете ги тетратките, запишете го денешниот датум и темата на лекцијата „Историја на развојот на генетиката. Основни концепти на генетиката“ (1 слајд)

Генетиката е наука која ја проучува наследноста и варијабилноста на организмите, како и механизмите за контролирање на овие процеси.

Во текот на неколку лекции ќе зборуваме за материјалните носители на наследноста - хромозоми и гени.

Судејќи според различни археолошки податоци, веќе пред 6000 години луѓето разбрале дека некои физички знациможе да се пренесе од една генерација на друга. Сепак, навистина научни сознанијанаследноста и варијабилноста започнаа само многу векови подоцна, кога беа акумулирани многу точни информации за наследството на различни карактери кај растенијата, животните и луѓето. Бројот на вакви набљудувања, извршени главно од одгледувачи на растенија и добиток, особено се зголеми во тој период средината на 18 векдо средината на 19 век. Сепак, јасни идеи за моделите на наследство и наследност до крајот на XIXнемаше век со еден значаен исклучок. Овој исклучок беше извонредната работа на Г. Мендел, кој во експериментите за хибридизација на сорти на грашок ги утврди најважните закони за наследување на карактеристиките, кои подоцна ја формираа основата на генетиката. (слушање извештај за Г. Мендел)

Грегор Мендел (1822-1884):

Австриски натуралист, монах, основач на доктрината за наследноста;

1865 година „Експерименти на растителни хибриди“;

Создаден научни принципиописи и студии на хибриди и нивните потомци;

Развиен и применет алгебарски системсимболи и ознаки на карактеристики;

Ги формулирал основните закони за наследување на карактеристиките во текот на низа генерации, овозможувајќи да се прават предвидувања;

Тој ја изрази идејата за постоење на наследни склоности (или гени, како што подоцна почнаа да се нарекуваат).

Сепак, работата на Г. Мендел не беше ценета од неговите современици и, останувајќи заборавена 35 години, не влијаеше на идеите за наследноста и варијабилноста кои беа широко распространети во 19 век.

Датумот на раѓање на генетиката се смета за 1900 година, кога тројца ботаничари - Г. де Врис (Холандија), К. дело на Г. Мендел . Тие беа изненадени од сличноста на неговите резултати со нивните, ја ценеа длабочината, точноста и значењето на неговите заклучоци и ги објавија своите податоци, покажувајќи дека тие целосно ги потврдија заклучоците на Мендел. Понатамошно развивањегенетиката е поврзана со голем број фази, од кои секоја се карактеризира со преовладувачките области на истражување во тоа време.

Името „генетика“ и е дадено на науката во развој во 1906 година од англискиот научник В.

Следна фазаразвојот на науката е поврзан со името на Томас Морган (1866–1945). Тој утврдил дека гените се наоѓаат на хромозомите и се наоѓаат таму линеарно. Концептот на генот оттогаш е централен во генетиката.

Во 40-тите Беа поставени биохемиските основи на генетиката. Научниците ја докажаа улогата на молекулите на нуклеинската киселина во преносот на наследни информации, што доведе до раѓање на молекуларната генетика. Декодирањето на структурата на молекулата на ДНК, објавено во 1953 година, покажа тесна врска помеѓу ова хемиско соединениесо наследни информации во гените.

Брз развојгенетиката во овој период во странство, особено молекуларната генетика во втората половина на 20 век, овозможи да се открие структурата на генетскиот материјал и да се разбере механизмот на неговата работа.

Значи, следете ги главните откритија во генетиката во текот на еден век.

1935 – експериментално определувањеголемини на гените.

1953 – структурен модел на ДНК.

1961 година – дешифрирање на генетскиот код.

1962 година – првото клонирање на жаба.

1969 – хемискибеше синтетизиран првиот ген.

1972 година – раѓање на генетскиот инженеринг.

1977 година - геномот на бактериофагот X 174 беше дешифриран, првиот човечки ген беше секвенциониран.

1980 – Произведен е првиот трансгенски глушец.

1988 - Создаден е проектот за човечки геном.

1995 – формирање на геномика како гранка на генетиката, секвенционира бактерискиот геном.

1997 година - Овцата Доли беше клонирана.

1999 година – клонирани се глушец и крава.

2000 – прочитан човечкиот геном!

Забележете колку брзо се случил развојот на генетското знаење.

Како што веќе реков, генетиката се занимава со проучување на две основни својства на живите организми - наследноста и варијабилноста.

Наследност - способноста на организмите да ги пренесат своите карактеристики и развојни карактеристики на потомството. Благодарение на оваа способност, сите живи суштества (растенија, животни, габи или бактерии) задржуваат во своите потомци карактерни цртиод свој вид.

Ова е обезбедено со пренос на нивните генетски информации. Носители на наследни информации во организмите се гени.

ген - единица на наследни информации манифестирани како знак на организам. Гените се состојат од низа нуклеотиди лоцирани на нишките на ДНК распоредени на линеарен начин, т.е. едно по друго.

Кај сите организми од ист вид, секој ген секогаш се наоѓа на исто место на одреден хромозом. Локацијата на генот на хромозомот се нарекува локус.Секој ген што го носи создавањето на една особина има две состојби кои формираат пар. Секој член од овој пар се нарекува алел.Организмите кои носат различни (алтернативни) алели од истиот ген на идентични (хомологни) хромозоми се нарекуваат хетерозиготна,а се нарекува организам со исти алели на исти хромозоми хомозиготни.

Хетерозиготноста обично обезбедува поголема одржливост на организмите, нивна добра приспособливост на променливите услови на животната средина и затоа е широко застапена во природни популацииразни видови.

Индивидуалната комбинација на сите гени, вклучувајќи ги и нивните алели, во хромозомите на клетките на поединецот се нарекува генотип(делува како единствен систем на интеракција на сите генетски елементи кои ја контролираат манифестацијата на сите карактеристики на организмот) Збирот на карактеристики на еден организам формиран во процесот на интеракција помеѓу генотипот и надворешната средина се нарекува fe нотип.

Секој организам живее и се развива во одредени услови животната срединадоживување на ефектот надворешни фактори. Овие фактори (температура, светлина, присуство на други организми итн.) може да се манифестираат во фенотипот, т.е. големината или физиолошки својстватело. Затоа, манифестацијата на генотипски особини дури и кај тесно поврзани организми може да биде различна. Овие разлики меѓу поединците во рамките на еден вид се нарекуваат варијабилност.

Варијабилност - тоа се својствата на живите организми во кои постојат различни форми, обезбедувајќи им способност да се справат со променливите услови.Варијабилноста е спротивното својство на наследноста, но и двете се нераскинливо поврзани. Тие обезбедуваат континуитет на својствата и способност да се прилагодат на променливите нови услови на животната средина, предизвикувајќи прогресивен развој на животот.

Заклучокот запишете го во вашата тетратка!

Лекцијата заврши!

За да го илустрираме првиот закон на Мендел - законот за униформност на првата генерација - да ги репродуцираме експериментите на научникот за монохибрисслично вкрстување на растенија од грашок. Вкрстувањето на два организми се нарекувахибридизација; се нарекува потомството од вкрстување на две индивидуи со различна наследностхибрид, и посебен поединец -хибрид. Монохибрид е вкрстување на два организми кои се разликуваат еден од друг во еден пар алтернативни (меѓусебно исклучиви) карактеристики. Следствено, со таквото вкрстување, може да се следат шеми на наследување на само две варијанти на една особина, чиј развој е одреден од пар алелни гени. На пример, знак е бојата на семињата, меѓусебно исклучителни опции се жолта или зелена. Сите други карактеристики карактеристични за овие организми не се земени предвид и не се земаат предвид при пресметките.

Ако ги вкрстувате растенијата од грашок со жолти и зелени семиња, тогаш сите добиени хибриди ќе имаат жолти семиња. Истата слика се забележува при вкрстување на растенија со мазни и збрчкани семиња, имено, кај хибридите семето ќе биде мазно.

Следствено, во хибрид од првата генерација се појавува само еден од секој пар алтернативни знаци. Се чини дека вториот симптом исчезнува и не се развива. Г. Мендел ја нарече доминацијата на особината на еден од родителите во хибрид доминација. Карактеристиката што се појавува кај хибридите од првата генерација и го потиснува развојот на друга особина беше наречена доминантна (од лат.доминантис - доминантна); спротивниот, т.е. потиснат, знакот е рецесивен (од лат. recessus - повлекување, бришење). Обично се назначува доминантната особина голема буква, на пример „А“. Рецесивен - мали букви - "а".

Генетиката проучува две основни својства на живите организми -наследноста И варијабилност.Вообичаено наследноста дефинирани какоспособноста на родителите да ги пренесат своите карактеристики, својства и развојни карактеристики следно генерација. Благодарение на ова, секој вид животно или растение ги задржува своите карактеристични карактеристики со генерации. Обезбедувањето на континуитет на својствата е само еден од аспектите на наследноста; втората страна е точниот трансфер на типот на развој специфичен за секој организам, т.е. формирање за време на онтогенезата одредени знации својствата и метаболизмот својствени само за овој тип на организам.

Клетки, прекукои го спроведуваат континуитетот на генерациите – специјализирани сексуалнисексуална репродукцијаи телесните клетки - соматски когаасексуален - не ги носат самите знаци и својства на идните организми, туку само основите на нивниот развој. Овие склоности се нарекуваат гени.Геномот е дел од молекула на ДНК (или дел од хромозом) што ја одредува способностаразвој на посебна елементарна особинаили синтеза на една протеинска молекула.

Од оваа позиција произлегува дека особина предизвикана од одреден ген може да не се развие. Навистина, можноста гените да се изразуваат како особини во голема мера зависи од другите гени, како и од условите на околината. Следствено, предмет на генетиката е проучување на условите за манифестација на гените. Кај сите организми од ист вид, секој специфичен ген се наоѓа на исто место, илилокус,строго дефиниран хромозом. Во хаплоиден сет на хромозоми (на пример, кај прокариотите или во гаметите на еукариотските организми) постои само еден ген одговорен за развојот на оваа особина. Диплоидниот сет на хромозоми (во соматските клетки кај еукариотите) содржи два хомологни хромозоми и, соодветно, два гени кои го одредуваат развојот на една одредена особина.Гените лоцирани во истите места на хомологните хромозоми и одговорни за развојот на една карактеристика се нарекуваат алеличени (од грчки allelou - едни со други, меѓусебно). Ознаките на буквите се користат за гените. Ако два алелни гени се целосно идентични по структура, односно имаат иста нуклеотидна низа, тие можат да се назначат на следниов начин: АА. Но како резултат на тоамутацииеден нуклеотид во молекулата на ДНК може да се замени со друг. Карактеристиката предизвикана од овој ген исто така ќе се промени малку; Генотипот, вклучувајќи ги оригиналните и мутантните гени, ќе бидат означени на следниов начин: AA 1.

Мутација која предизвикува промена во структурата на генот, т.е. појава на варијанта на оригиналниот ген, исто така, доведува до појава на варијанта на особина. Генот може постојано да мутира. Како резултат на тоа, се појавуваат неколку алелни гени. Множеството од такви алелни гени што ја одредуваат разновидноста на варијантите на некоја особина се нарекувасерија на алелни гени. Појавата на такосе нарекува та серија поради повторена мутација на еден генповеќекратен алелизам или повеќекратен алеломорфизам.

Множеството од сите гени на еден организам се нарекува генотип. Сепак генотип - не е механичка сума на гени. Можноста за манифестација на генот и формата на неговото манифестирање зависат, како што ќе биде прикажано подоцна, од условите на животната средина. Концептот на животната средина ги вклучува не само условите околу клетката, туку и другите гени. Гените се во интеракција едни со други и, еднаш во истиот генотип, можат многу да влијаат на манифестацијата на дејството на соседните гени. Така, за секој поединечен ген постои генотипска средина. Во овој поглед, познатиот руски генетичар М.Е.Л о башев одреди генотипкако систем гени кои се во интеракција.

Во рамките на истиот вид, сите организми не се исти. Оваа варијабилност е јасно видлива, на пример, во рамките на видот Хомо сапиенс, чиј претставник има свој индивидуални карактеристики. Слична индивидуална варијабилност постои кај организмите од кој било вид на животни и растенија.

Така, варијабилност- ова е својство на организмите што е, како да е, спротивно на наследноста. Варијабилностсе состои во промена на наследни склоности - гени и, како последица на тоа, промена на нивната манифестација во процесот на развој на организмите. Постојат различни видови на варијабилност. Проучување на причините, формите на варијабилност и него

Со основните концепти на генетиката и нивното значење за еволуцијата се занимава и генетиката. Во исто време, истражувачите не се занимаваат директно со гените, туку со резултатите од нивната манифестација -знациили својства. Затоа, моделите на наследностаа варијабилноста се проучува со набљудување на карактеристиките на организмите во низа генерации.

Севкупноста на сите карактеристики на еден организам се нарекува фенотип . Ова вклучува не само надворешни, видливи знаци (боја на очите, коса, облик на уво или нос, боја на цвеќе), туку и биохемиски (облик на структурен протеин или ензимска молекула, ензимска активност, концентрација на гликоза или уреа во крв, итн.), хистолошки (облик и големина на клетките, структура на ткива и органи), анатомски (структура на телото и меѓусебно уредувањеоргани), итн. Со други зборови,знакСекоја структурна карактеристика на организмот може да се именува на секое ниво на организација, со исклучок на секвенцата на нуклеотиди во молекулата на ДНК. Подимот разбере било кој функционална карактеристикаорганизам, кој се заснова на одредена структурна карактеристика или група елементарни карактеристики . Се разбира, треба да се запомни дека огромното мнозинство на „едноставни“ знаци не се ништо повеќе од конвенционална ознака на карактеристичните карактеристики на организмите: кафени очиили сина, висока или кратка, права или кадрава коса, итн. Знаците, без разлика колку се едноставни однадвор, се детерминирани со бројни и сложени биохемиски процеси, од кои секоја е предизвикана од ензимски протеин - елементарен (т.е., суштински едноставен ) знак.

Така, генетиката е наука за законите на наследноста и варијабилноста - два спротивни и во исто време нераскинливо поврзани процеси карактеристични за целиот живот на Земјата.