Законы генетики и биологическая эволюция
Введение
Генетика - поле биологии, которое занимается изучением наследственности и изменчивости - свойств, присущие всем живым микро- и макроорганизмам. Бесконечное множественное разнообразие видов растений, животных и микроорганизмов существует на земле только благодаря тому, что каждый вид держит линии, характерные для него, среди поколений: на холодном Севере и в тропических странах корова всегда рожает теленка, курица высиживает цыпленка, и пшеница аналогично воспроизводит пшеницу. Но, так же, все живые живые существа, населяющие нашу планету, уникальны: все люди разные, весь род собак чем-то отличаются друг от друга, и даже пшеничные конусы, если присмотреться к ним более внимательно, имеют свои особенности. Эти два основных свойства всех живых существ - быть похожими на родителей и отличаться от них - и раскрывают сущность понятий «наследственность» и «изменчивость».
Генетику, как и другую науку, нужно рассматривать с помощью практики. Как только ученые поняли, что признаки потомства зависят от родителей, человек из поколения в поколение стал создавать породы животных и сорта растений с улучшенными свойствами. Быстрое развитие племенного дела и растениеводства во второй половине 20 века вызвало живой интерес к анализу феномена наследственности. В то время считалось, что материальный субстрат наследственности является однородным веществом, а генетические вещества родительских форм смешиваются в потомстве так же, как взаиморастворимые жидкости перемешиваются друг с другом. Считалось также, что у животных и человека генетический материал каким-то образом связана с кровью: до сих пор сохранились выражения «полукровные», «чистокровные» и т. Д. Непрерывность характеристик между поколениями обеспечивается процессом под названием оплодотворением (слиянием генетического материала родителей).
Человек отметил три явления, относящиеся к наследственности: во-первых, сходство признаков потомков и родителей; во-вторых, различия некоторых (иногда многих) признаков потомков от соответствующих родительских признаков и свойств; в-третьих, появление в потомстве признаков, которые имели только далекие предки (рудименты и атавизмы). Генетика очень близко подошла к решению этих задач, открыла множество закономерностей наследственности и изменчивости живых организмов и воплотила это в жизнь человека с целью выращивания нужных сортов растений и выведения наиболее полезных человеку животных. Это объясняется ключевым положением генетики среди других биологических дисциплин (биология, микробиология). Впервые мысли о процессе наследственности возникди у ученых Древней Демокритоа, Гиппократа, Платона, Аристотелея.
1 Генетика и эволюция
1.1 Факторы эволюции. Естественный отбор
По Дарвину суть естественного отбора заключается в выживаемости наиболее адаптированных к жизни в данных условиях людей. Соответственно и возрастает шанс того, что их потомки тоже будут с полезными для жизни признаками, которые они унаследуют от родительских форм. Данные генетические перестройки закрепляются в поколениях, и передаются по наследству. Естественный отбор вышел на новый уровень в глазах ученых, после того, как они поняли, что макромолекулы (белок, нуклеиновые кислоты) связаны между собой. Белок кодируется нуклеиновыми кислотами. А белки соответственно белок является катализатором реакций, которые происходят с участием нуклеиновых кислот, например репликация.
При помощи эксперимента были воспроизведены некоторые возможные направления естественного отбора в первичных живых системах. Таким образом, было показано, что селекция может приводить к изменению размеров молекул матрицы.
В самом начале эволюции вышеперечисленные ситуации были вполне реальны. Чтобы сохранить потомство с полезными признакам, нужен был стабилизирующий отбор. Благодаря ему устанавливаются и закрепляются все вновь приобретенные признаки, которые полезны в данных условиях обитания. Это устраняет все уклонения от нормы, которые не важны в этих конкретных условиях. Напротив, движущий отбор способствует появлению новых признаков, тем самым появляются новые виды, популяции и т.д. С помощью данного отбора эволюция шагает вперед. Животные становятся все более адаптированы к жестоким условиям окружающей среды. Дизруптивный выбор делит популяцию на две или несколько форм и избавляется от промежуточных форм. Новый тип выбора - дестабилизирующий - был открыт Д.К. Беляевым при изучении доминирования животных
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. Этот выбор основан на изоляции индивидуальных форм, сопровождается глубокой реорганизацией многих морфологических и физиологических особенностей организма и действует при помощи воздействия генов на на нервную и эндокринную системы.
2 Классические законы г. Менделя
2.1 Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя)
Этот закон утверждает, что пересечение лиц, различающихся по этому знаку, дает генетически однородное потомство (поколение F 1), которое все индивидуумы гетероэрозотны. Все гибриды F 1 могут иметь в одно и то же время или фенотип одного из родителей (полное господство), как в опытах Менделя, или, как было показано позже, промежуточный фенотип (неполное доминирование). Далее стало ясно, что гибриды первого поколения F 1 могут проявлять признаки обоих родителей. Этот закон основан на том, что при пересечении двух форм, гомозиготных по разным аллелям (AA и aa), все их потомки идентичны по генотипу (Aa), поэтому и по фенотипу.
2.2 Закон расщепления (второй закон Менделя)
Этот закон называется законом расщепления. Суть его заключается в следующем. Когда в организме образуются гетерозиготные по изученному знаку, гаметы - гаметы, одна их половина несет один аллель этого гена, а второй - другой. Поэтому при пересечении таких гибридов F 1 между собой среди гибридов второго поколения F2 в определенных соотношениях существуют индивидуумы с фенотипами как исходных родительских форм, так и F 1. Естественное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А да a), которые обеспечивает образование у гибридов F 1 гамет двух типов, поэтому среди гибридов F2 индивидуумы из трех возможных генотипов в соотношении 1AA становятся краеугольным камнем этого закона: 2 Aa: 1aa. Другими словами, «внуки» исходных форм - два гомозигот, фенотипически отличные друг от друга, дают расщепление по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя. Однако это соотношение может меняться в зависимости от типа наследования. Таким образом, в случае полного доминирования выделяется 75% лиц из препотентных и 25% с рецессивным знаком, т. Е. Выделяются два фенотипа относительно 3: 1. При неполном доминировании и кодоминировании 50% гибридов второго поколения имеют фенотип гибридов первого поколения и на 25% - фенотипы исходных родительских форм, то есть расщепление 1: 2: 1.
2.3 Закон независимого комбинирования (наследования) признаков (третий закон Менделя)
Этот закон гласит, что каждая пара альтернативных знаков ведет себя между поколениями независимо друг от друга, поэтому среди потомков первого поколения (т. Е. В генерации F2) в определенном соотношении появляются индивидуумы с новыми комбинациями знаков. Например, в случае полного доминирования при пересечении исходных форм, различающихся по двум признакам в следующем поколении (F2), выявляются индивидуумы с четырьмя фенотипами в соотношении 9: 3: 3: 1. В то же время два фенотипа имеют «родительские» комбинации знаков и остаются двумя - новыми. Этот закон основан на независимом поведении нескольких пар гомологичных хромосом. Таким образом, при дигибридном скрещивании он приводит к образованию у гибридов первого поколения (F 1) 4 типов гамет (AV, Av, аВ, ав), а после образования зигот - к естественному расщеплению по генотипу и, соответственно, на фенотипе в следующем поколении (F2). Закон независимой комбинации не наблюдается в случае, если гены, контролирующие изученные признаки, связаны друг с другом, то есть располагаются по соседству друг с другом на одной и той же хромосоме и спускаются как связанная пара элементов, но не как отдельные элементы. Научная интуиция Менделя подсказывала ему, какие знаки должны быть выбраны для его дигибридных экспериментов, - он выбрал не связанные признаки. Если он случайно выбрал знаки, контролируемые связанными генами, тогда его результаты будут другими, поскольку связанные признаки унаследованы не независимо друг от друга. В случаях, когда наследуемость определенной пары генов не подчиняется третьему закону Менделя, скорее всего, эти гены наследуются вместе и поэтому располагаются на хромосоме в непосредственной близости друг от друга. Зависимое наследование генов называется связью, а статистический метод, используемый для анализа такого наследования, называется методом связывания. Однако при определенных условиях нарушаются закономерности наследования связанных генов. Основная причина этих нарушений - феномен кроссинговера, приводящий к рекомбинации генов
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
