Биология. Лекция №2. Наследственность и изменчивость. Эволюция живого. Движущие силы эволюции.

 

Биология

Лекция № 2

Наследственность и изменчивость.

Эволюция живого. Движущие силы эволюции.

Генетическая информация.

Каждый вид растений и животных имеют особый, только ему присущий набор белков, т.е. белки являются основой специфичности. Многие белки, выполняя одну и ту же функцию, несколько отличаются по строению у разных представителей одного и того же вида. Такое разнообразие белков обуславливает индивидуальную специфичность организмов. На земле нет людей, у которых белки были бы одинаковыми. Молекулы ДНК являются матрицами для создания всех белков.

ДНК- сокращенное название от дозоксирибонуклеиновой кислоты, макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали».

Элементарной единицей наследственности, представляющий отрезок ДНК, является ген. Ген определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма. Молекулы ДНК обладают способностью к удвоению. С помощью специальных ферментов, водородные связи, скрепляющие нити ДНК разрываются, в результате удвоения создаются две двойные спирали ДНК (дочерние молекулы), каждая из них имеет одну нить, полученную от материнской молекулы и одну нить, синтезированную вновь. Этот процесс называется репликацией.

Эволюционное учение.

Человек – это общественное существо, отличительной чертой которого является сознание, сформировавшееся на основе общественно – трудовой деятельности. Все ныне живущие представители человечества относятся к одному виду – Человек разумный (Homo sapiens), который принадлежит к классу млекопитающих, отряду приматов и семейству гоминид.

Под эволюцией органического мира понимают процесс исторического развития от древнейших до современных и будущих форм жизни.

Чарлз Роберт Дарвин (1809-1882) – натуралист, основоположник эволюционного учения о происхождении видов путем естественного отбора.

Учение Дарвина сводится к следующим положениям:

1.      Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались, и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

2.      Каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость).

3.      Черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству.

4.      Особи производят большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости, т.е. в природе существует борьба за существование.

5.      Преимущество в борьбе за существование остается за наиболее приспособленными особями, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство (естественный отбор).

6.      В результате естественного отбора происходит постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение видов.

Вид – совокупность географически и экологически близких популяций, способных в природных условиях скрещиваться между собой, обладающими общими морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций других видов.

Популяция – совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.

Генетика изучает законы наследственности и изменчивости, лежащие в основе эволюции органического мира и деятельности человека по созданию новых сортов культурных растений и пород домашних животных.

Наследственность – это свойство организма передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям. Благодаря наследственности все особи в пределах одного вида сходны между собой. Наследственность позволяет животным, растениям и микроорганизмам сохранять из поколения в поколение характерные черты вида, породы, сорта.

Изменчивость - свойство организма приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития. Благодаря изменчивости особи одного и того же вида различаются между собой.

Следователь, наследственность и изменчивость­-два противоположных, но взаимосвязанных свойства организма. Благодаря наследственности сохраняется однородность вида, а изменчивость, наоборот, делает вид неоднородным.

Совокупность генов, которую организм получает от родителей, составляет его генотип. Совокупность внешних и внутренних признаков-это Фенотип 

Генетика-Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организмов

Ген-Участок молекул ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка: гены находятся в хромосомах, образуя «группы сцепления»

Аллельные гены- Это пара генов, определяющих развитие альтернативных (контрастных) признаков организма; расположены в одних и тех же участках гомологичных хромосом; каждый ген этой пары называется аллелью

Альтернативные признаки- Это взаимоисключающие признаки; часто один из них является доминантным, а другой- рецессивным

Доминантный признак- Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается заглавной буквой (А)

Рецессивный признак-Признак, не проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается строчной буквой (а)

Генотип- Совокупность всех генов организма

Фенотип-Совокупность признаков организма, обусловленных организма, обусловленных взаимодействием генотипа с условием внешней среды

Гомозигота- Клетка или организм, несущие одинаковые аллели одного гена ( АА или аа)

Гетерозигота-Клетка или организм, несущие разные аллели одного гена ( Аа )

Чистая клетка- Гомозиготный организм

Грегор Мендель (1822-1884 ) – выдающийся чешский ученый. Основоположник генетики. Впервые обнаружил существование наследственных факторов, впоследствии названых генами. Он впервые применил гибридологический метод, а результатом проведенных исследований явилось открытие закономерностей наследования, которые сегодня известны как законы ( или правила ) Менделя

Основные закономерности наследования признаков

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения): при скрещивании гомозиготных по данному признаку родительских форм (Р) в первом поколении гибридов (F₁) все особи однотипны (единообразны) по генотипу и фенотипу.

Второй закон Менделя (закон расщепления): после скрещивания потомков (F₁) двух гомозиготных родителей во втором поколении гибридов (F₂) происходит расщепление потомства по анализируемому признаку в отношении 3:1 в случае полного доминирования и 1:2:1 в случае неполного доминирования.

Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков): расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков. Условие выполнения закона: гены, определяющие развитие данных признаков, находятся либо в разных хромосомах (разных парах гомологичных хромосом), либо в одной хромосоме, но достаточно далеко друг от друга.

Г.Мендель не использовал понятие «ген». Он предполагал существование наследственных факторов, каждый из которых отвечает за развитие определенного признака. При наследовании данные факторы, по Менделю, ведут себя как независимые, цельные единицы.

Исследования проводились на Pisum sativum (горохе посевном). Для скрещивания Мендель использовал чистые линии, различающиеся по одной, двум и более парам альтернативных признаков (желтая/зеленая окраска семян, гладкая/морщинистая поверхность семян, пурпурная/белая окраска цветков и т.д.). Чистая линия – это потомство одной самоопыляющейся особи. Как правило, чистая линия представляет собой группу особей, гомозиготных по многим признакам (например, ААввССdd).