Работы Менделя в генетике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.Работы Менделя

2.Законы Менделя. Доминантные и рецессивные признаки

3.Интерпретация результатов с помощью теории вероятностей

Заключение

Список литературы

Введение

Генетика - область биологии, изучающая наследственность и изменчивость. Человек всегда стремился управлять живой природой: структурно-функциональной организацией живых существ, их индивидуальным развитием, адаптацией к окружающей среде, регуляцией численности и т. д. Генетика ближе всего подошла к решению этих задач, вскрыв многие закономерности наследственности и изменчивости живых организмов и поставив их на службу человеческому обществу. Этим объясняется ключевое положение генетики среди других биологических дисциплин.

Человеком давно отмечены три явления, относящиеся к наследственности: во-первых, сходство признаков потомков и родителей; во-вторых, отличия некоторых (иногда многих) признаков потомков от соответствующих родительских признаков; в-третьих, возникновение в потомстве признаков, которые были лишь у далеких предков. Преемственность признаков между поколениями обеспечивается процессом оплодотворения. С незапамятных времен человек стихийно использовал свойства наследственности в практических целях - для выведения сортов культурных растений и пород домашних животных.

Первые идеи о механизме наследственности высказали еще древнегреческие ученые Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель. Автор первой научной теории эволюции Ж.-Б. Ламарк воспользовался идеями древнегреческих ученых для объяснения постулированного им на рубеже XVIII-XIX вв. принципа передачи приобретенных в течение жизни индивидуума новых признаков потомству. Ч. Дарвин выдвинул теорию пангенезиса, объяснявшую наследование приобретенных признаков. Законы наследственности, открытые Г. Менделем, заложили основы становления генетики как самостоятельной науки

1.Работы Менделя

Фундаментальная работа Грегора Менделя, посвященная наследованию признаков у растений «Опыты над растительными гибридами», увидела свет в 1865 г., но фактически осталась незамеченной. Его труд был оценен биологами только в начале XX в., когда законы Менделя были переоткрыты. Выводы Менделя не оказали влияния на развитие современной ему науки: эволюционисты не использовали их в построениях своих теорий. Но тем не менее именно Менделя мы считаем основоположником учения о наследственности.

Естественное желание ученого при исследовании какого-либо явления - обнаружить закономерность. Мендель решил пронаблюдать интересующее его явление - наследственность - у гороха.

Надо сказать, что горох был выбран Менделем не случайно. Вид Pisum sativum L. очень удобен для изучения наследственности. Во-первых, его легко выращивать и весь жизненный цикл проходит быстро. Во-вторых, он склонен к самоопылению, а без самоопыления опыты Менделя были бы невозможны.

В качестве анализируемого признака, на который нужно обращать внимание при наблюдениях чтобы выявить закономерность, Мендель выбрал окраску семян. У гороха они могут быть могут быть либо зеленые, либо желтые. Такие проявления признака хорошо различимы и четко делят все семена на две группы.

Мендель вырастил две линии гороха, в одной из которых появлялись только зеленые семена, а в другой - только желтые. Причем на протяжении многих поколений в этих линиях картина наследования не изменялась. В таких случаях (когда в ряде поколений отсутствует изменчивость) говорят, что использована чистая линия.

2.Законы Менделя. Доминантные и рецессивные признаки

Доминантные и рецессивные признаки

У гибридов первого поколения, появившихся в результате скрещивания растений с желтыми и зелеными семенами, все семена имели желтую окраску. Противоположный признак (зеленые семена) как бы исчез. В этом проявляется установленное Менделем правило единообразия гибридов первого поколения (закон единообразия). Явление преобладания признака получило название доминирования, а преобладающий признак назван доминантным. Противоположный, внешне исчезающий признак (зеленая окраска), называют рецессивным.

В потомстве от первого поколения гибридов наблюдается расщепление: появляются растения с признаками обоих родителей. Желтых семян оказывается примерно в 3 раза больше, чем зеленых. Были получены следующие количественные соотношения: желтых - 6022, зеленых - 2001. Таким образом соотношение семян гороха с доминантными и рецессивными признаками близко к отношению 3:1.

Это соотношение носит название закона расщепления, или второго закона Менделя: «Гибриды певого поколения при дальнейшем размножении расщепляются; в их потомстве снова появляются особи с рецессивными признаками, составляющими примерно четвертую часть от всего числа потомков «

3. Интерпретация результатов с помощью теории вероятностей

На качественном уровне получается, что потомки действительно бывают какие угодно и никакой закономерности нет. А на количественном? И о чем в данном случае может вообще говорить количественная оценка результатов опыта?

К счастью для науки, Грегор Мендель был не просто любознательным чешским монахом. В юности его очень интересовала физика, он получил хорошее физическое образование. Мендель изучал также и математику, в том числе и начала теории вероятностей, разработанной Блезом Паскалем в середине XVII в.

Как же интерпретировал свои результаты Мендель? Он вполне логично предположил, что существует некая реальная субстанция (он назвал ее наследственным фактором), определяющая цвет семян. Допустим, наличие наследственного фактора А определяет желтый цвет семян, а наличие наследственного фактора а - зеленый. Тогда, естественно, растения с желтыми семенами содержат и передают по наследству фактор А, а с зелеными - фактор а. Но почему же тогда среди потомков растений с желтыми семенами встречаются растения с зелеными?

Мендель предположил, что каждое растение несет по паре наследственных факторов, отвечающих за данный признак. Причем при наличии фактора А фактор а уже не проявляется (желтая окраска доминирует над зеленой).

Мендель предположил, что при размножении наследственные факторы материнского и отцовского организмов комбинируются между собой как попало, но таким образом, что в дочерний организм попадает один фактор от отца, а другой от матери. Почему же именно на этом предположении Мендель построил свою теорию?

Здесь на помощь приходит теория вероятностей. Если наследственные факторы комбинируются между собой как попало, т.е. независимо, то одинакова ли вероятность попадания в дочерний организм каждого фактора от матери или от отца?

Соответственно, по теореме умножения, вероятность формирования в дочернем организме конкретной комбинации факторов равна: 1/2 х1/2 = 1/4.

Очевидно, возможны комбинации АА, Аа, аА, аа. С какой же частотой они проявляются? Это зависит от того, в каком соотношении факторы А и а представлены у родителей. Рассмотрим с этих позиций ход опыта.

Сначала Мендель взял две линии гороха. В одной из них зеленые семена не появлялись ни при каких обстоятельствах. Значит фактор а в ней отсутствовал, и все растения несли комбинацию АА (в случаях, когда организм несет два одинаковых аллеля, он называется гомозиготным). Точно так же все растения второй линии несли комбинацию аа.

Что же происходит при скрещивании? От одного из родителей с вероятностью 1 приходит фактор А, а от другого с вероятностью 1 - фактор а. Далее они с вероятностью 1х1=1 дают комбинацию Аа (организм, несущий разные аллели одного гена, называется гетерозиготным). Это отлично объясняет закон единообразия гибридов первого поколения. Все они имеют желтые семена.

При самоопылении от каждого из родителей первого поколения с вероятностью 1/2 (предположительно) приходит либо фактор А, либо фактор а. Это означает, что все комбинации будут равновероятны. Какова же должна быть в данном случае доля потомков с зелеными семенами? Очевидно, одна четверть. Но это и есть результат опыта Менделя: расщепление по фенотипу 3:1. Следовательно, предположение о равновероятных исходах при самоопылении было верным.

наследственность мендель растение доминантный

Заключение

Во времена Менделя еще не знали никаких генов и хромосом. Даже идея о клеточном строении всего живого не была еще общепризнанной. Мендель в принципе не мог знать биологической природы наследования. Поэтому основной характеристикой его исследований стал точный количественный учет полученных результатов.

Во времена Менделя еще не знали никаких генов и хромосом. Данные, накопленные в процессе многочисленных исследований явлений наследственности и изменчивости, на сегодняшний день являются неопровержимыми доказательствами приложимости математических законов к большинству генетических закономерностей.

Список литературы

1.Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика: Учеб. - М.: Высш. шк., 1995.

2.Биологический энциклопедический словарь - М.: Советская энциклопедия, 1989

3.Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. - М.: Высш. шк., 1988.

4. Медицинская генетика: Учебник под. ред. Н.П.Бочкова. - М.: Мастерство, 2002

5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Курс лекций. - М.: Проект, 2002

Размещено на Allbest.ru