Реферат на тему: Генетика

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Генетика, наука о наследственности и изменчивости — черты, присущие всем живым организмам. Бесконечное разнообразие видов растений, животных и микроорганизмов поддерживается тем, что каждый вид сохраняет свои характерные черты на протяжении поколений: На холодном севере и в жарких странах корова всегда рождает теленка, куры разводят кур, а пшеница размножает пшеницу. Творения индивидуальны: все люди разные, все кошки отличаются друг от друга, и даже пшеничные яблоки, если присмотреться, имеют свои особенности. Эти две важнейшие характеристики живых существ — быть похожими на своих родителей и отличаться от них — составляют суть терминов «наследственность» и «изменчивость».

Происхождение генетики

Истоки генетики, как и любой другой науки, следует искать на практике. Поскольку люди разводили животных и растения, они поняли, что признаки потомства зависят от характеристик их родителей. Отбирая и скрещивая лучших особей, человек создал породы животных и сорта растений с признаками, которые совершенствовались из поколения в поколение. Стремительное развитие селекции и растениеводства во второй половине 19 века вызвало повышенный интерес к анализу феномена наследственности. В то время считалось, что материальный субстрат наследственности является однородным веществом, а наследственные вещества материнских форм смешиваются в потомстве таким же образом, как и взаиморастворимые жидкости. Считалось также, что у животных и человека наследственное вещество каким-то образом связано с кровью: выражения «полукровка», «чистопородный» и т.д. сохранились до наших дней.

Неудивительно, что современники не обратили внимания на результаты работы настоятеля монастыря в Брно Григора Менделя на пересечении гороха. Никто из тех, кто слышал доклад Менделя на заседании Общества естествоиспытателей и врачей в 1865 году, не смог разгадать некоторые «странные» количественные соотношения, которые Мендель нашел при анализе гибридов гороха, основных биологических законов и человека, открывшего их, основоположника новой науки — генетики. После 35 лет забвения работа Менделя была признана: в 1900 году его законы были заново открыты, и его имя вошло в историю науки.

Законы генетики

Законы генетики, открытые Менделем, Морганом и многими их последователями, описывают передачу признаков от родителей детям. Они утверждают, что все унаследованные черты определяются генами. Каждый ген может быть представлен в одной или нескольких формах, называемых аллелями. Все клетки в организме, за исключением половых, содержат по два аллеля каждого гена, т.е. являются диплоидными. Если две аллели идентичны, тело называется гомозиготным по этому гену. Если аллели отличаются, тело называется гетерозиготным. Клетки (гаметы), вовлеченные в половое размножение, содержат только одну аллель каждого гена, т.е. они являются гаплоидами. Половина гейметов, произведенных человеком, несут одну аллель, а половина — другую. Объединение двух гаплоидных гамет во время оплодотворения приводит к появлению диплоидной зиготы, которая развивается во взрослый организм.

Гены являются специфическими фрагментами ДНК, они организованы в хромосомах ядра клетки. Каждый вид растений или животных имеет определенное количество хромосом. В диплоидных организмах количество хромосом пары; две хромосомы каждой пары называются гомологичными. Предположим, что у человека 23 пары хромосом, по одной хромосоме от матери, а по другой — от отца. Существуют также дополнительные ядерные гены (в митохондриях и в растениях — также в хлоропластиках).

Особенности передачи наследственной информации определяются внутриклеточными процессами: митоз и мейоз. Митоз — процесс распределения хромосом по дочерним клеткам при делении клетки. В результате митоза каждая хромосома материнской клетки дублируется и идентичные копии делятся на дочерние клетки; в этом случае генетическая информация полностью передается из одной клетки в две дочерние клетки. Таким образом, клетки делятся в онтогенезе, т.е. в процессе индивидуального развития. Мейоз — это специфическая форма деления клеток, которая возникает только при образовании гамет, гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). В отличие от митоза, при мейозе количество хромосом уменьшается вдвое; только одна из двух гомологичных хромосом каждой пары достигает каждой дочерней клетки, так что половина дочерних клеток имеет гомологизм, другая половина — гомологизм, и хромосомы распределяются в гаметах независимо друг от друга. (Гены митохондрий и хлоропластов не следуют закону равного распределения при делении). При слиянии двух зародышевых гаплоидных клеток (оплодотворение) восстанавливается количество хромосом — образуется диплоидная зигота, которая получила от каждого родителя по одному набору хромосом.

Методологические подходы

Каковы особенности методологического подхода Менделя, который позволил ему сделать свои открытия? Для экспериментов по скрещиванию он выбрал линии гороха, отличающиеся одной из альтернативных характеристик (семена гладкие или морщинистые, семена желтые или зеленые, форма фасоли выпуклая или с стеблями и т.д.). Он количественно проанализировал потомство каждого скрещивания, т.е. подсчитал количество растений с этими характеристиками, чего до этого никто не делал. Благодаря такому подходу (выбор качественно различных признаков), который лег в основу всех последующих генетических исследований, Мендель показал, что черты родителей не смешиваются в потомстве, а передаются неизменными из поколения в поколение.

Заслуга Менделя заключается еще и в том, что он предоставил генетикам мощный метод изучения наследственных признаков — гибридологический анализ, т.е. метод изучения генов путем анализа характеристик потомков определенных скрещиваний. Законы мендельского и гибридного анализа основаны на событиях, происходящих в мейозе: альтернативные аллели расположены в гомологичных хромосомах гибридов и поэтому одинаково различаются. Именно гибридный анализ определяет требования к объектам общего генетического исследования: Это должны быть легко культивируемые организмы, которые производят большое количество потомства и имеют короткий репродуктивный период. Дрозофила меланогастер, фруктовая муха Дрозофилы, отвечает таким требованиям в высших организмах. На протяжении многих лет он стал излюбленным объектом генетических исследований. Благодаря усилиям генетиков из разных стран на ней были открыты фундаментальные генетические феномены. Установлено, что гены в хромосомах расположены линейно и их распределение в потомстве зависит от мейозных процессов; что гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются вместе (генная кладка) и подлежат рекомбинации (кроссовер). Выявлены гены, локализованные в половых хромосомах, определена природа их наследования и генетическая основа определения пола. Также было обнаружено, что гены не являются неизменными, а подвержены мутациям; что ген имеет сложную структуру и что существует множество форм (аллелей) одного и того же гена.

Затем были проведены более тщательные генетические исследования микроорганизмов с целью изучения молекулярных механизмов наследования. Например, на кишечной палочке Escherichia coli был обнаружен феномен бактериальной трансформации — включение в клетку-реципиент ДНК, принадлежащей донорской клетке, — и впервые было доказано, что ДНК является генным носителем. Обнаружена структура ДНК, расшифрован генетический код, выявлены молекулярные механизмы мутаций, рекомбинации, геномных перегруппировок, изучена регуляция генной активности, феномен смещения геномных элементов и др. В дополнение к упомянутым выше модельным организмам были проведены генетические исследования многих других видов, и была продемонстрирована универсальность основных генетических механизмов и методов их изучения для всех организмов, от вирусов до человека.

4. достижения и проблемы современной генетики

На основе генетических исследований возникли новые области знаний (молекулярная биология, молекулярная генетика), соответствующие биотехнологии (например, генная инженерия) и методы (например, полимеразная цепная реакция), позволяющие извлекать и синтезировать нуклеотидные последовательности, встроенные в геном для получения гибридной ДНК со свойствами, не встречающимися в природе. Было закуплено много лекарств, без которых лекарства уже немыслимы. Разработаны принципы разведения трансгенных растений и животных с признаками различных видов. Стало возможным охарактеризовать индивидов по многим полиморфным ДНК-маркерам: микроспутники, нуклеотидные последовательности и т.д. Большинство молекулярно-биологических методов не требуют гибридного анализа. Однако этот классический метод генетики по-прежнему необходим для изучения признаков, анализа маркеров и генного картирования.

Выводы

Как и любая другая наука, генетика была и остается оружием для недобросовестных ученых и политиков. Такая ветвь, как евгеника, согласно которой развитие человека полностью определялось его генотипом, послужила основой для создания расовых теорий и программ стерилизации в 1930-х и 1960-х годах. Напротив, отказ от роли генов и принятие идеи о доминирующей роли окружающей среды привели к прекращению генетических исследований в СССР с конца 1940-х до середины 1960-х годов. В настоящее время существуют экологические и этические проблемы, связанные с работой по созданию «химер» — трансгенных растений и животных, «копированию» животных путем пересадки ядра в оплодотворенную яйцеклетку, генетической «паспортизации» человека и др. Ведущие мировые державы принимают законы для предотвращения нежелательных последствий таких работ.

Современная генетика открыла новые возможности для изучения активности организмов: с помощью индуцированных мутаций можно выключать и включать практически все физиологические процессы, прерывать биосинтез белков в клетке, изменять морфогенез, останавливать развитие на определенном этапе. Теперь мы можем более детально изучить демографические и эволюционные процессы и исследовать наследственные заболевания, проблему рака и многое другое. В последние годы стремительное развитие молекулярно-биологических подходов и методов позволило генетикам не только расшифровать геномы многих организмов, но и построить живые существа с заданными характеристиками. Таким образом, генетика открывает путь к моделированию биологических процессов и способствует вступлению биологии в эпоху унификации и синтеза знаний после длительного периода фрагментации на отдельные дисциплины.

Список литературы

А.П. Акифьев «Генетика и судьбы» М. 2004.
Афонкин С.Ю. «Тайны человеческого наследия» С-Пб. 2004 г.
И.В. Равич-Чербо, Т.М. Марютина, Е.Л. Григоренко «Психогенетика» Аспект-пресс, 1998.
В. Н. Сойфер, Е.Р. Пилле, О.Г. Газенко, Л.В. Крушинский, С.Ю. Залкинд и др. «История биологии с начала XX века до наших дней», 1976.