Хромосомная теория наследственности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

 

 

 

ШКОЛА ЭКОНОМИКИ И МЕНЕДЖМЕНТА

 

 

Кафедра маркетинга и коммерции

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине  «Концепции современного естествознания»

Специальность 080111.65 «Маркетинг»

 

на тему «Хромосомная теория наследственности»

 

 

 

 

Выполнила  студентка гр. С1408мт          Ю.А. Перевалова

 

 

 

 

 

г. Владивосток

2012

Оглавление

Введение

1.История  открытия хромосомной теории  наследственности

2.Основные  теоретические сведения хромосомной  теории наследственности

3.Распространенность  в человеческой практике хромосомной  теории наследственности.

4.Общенаучное  значение хромосомной теории  наследственности.

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Человеческая  жизнь на Земле подчиняется множеству  законов, положений и теорий. Огромное число законов и теорий помогают нам раскрыть некоторые тайны  природы, познать то, что ранее  было загадкой, понять сущность биологических  закономерностей. Одной из таких  важнейших теорий познания жизни  на Земле является хромосомная теория наследственности Томаса Моргана. Хромосомная  теория наследственности является неотъемлемым звеном, которое «вооружает» любого цитогенетика. Данная теория развивается  в направлении углубления знаний об универсальных носителях наследственной информации - молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Установлено, что непрерывная последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований вдоль цепи ДНК образует гены, межгенные интервалы, знаки начала и конца считывания информации в пределах гена; определяет наследственный характер синтеза специфических белков клетки и, следовательно, наследственный характер обмена веществ. Хромосомная теория наследственности, объясняя закономерности наследования признаков у животных и растительных организмов, играет важную роль в сельскохозяйственной науке и практике. Она вооружает селекционеров методами выведения пород животных и сортов растений с заданными свойствами. Некоторые положения хромосомной теории позволяют более рационально вести сельскохозяйственное производство. На знании закономерностей хромосомных перестроек основывается изучение наследственных заболеваний человека, поэтому совершенствование знаний по столь важной теории является наиболее актуальной на современном этапе развития жизни на Земле.

 

 

 

 

1. История открытия хромосомной теории наследственности

Вступление  в XX в. ознаменовалось в биологии бурным развитием экспериментальных исследований явлений наследственности и зарождением  генетики как науки. Важнейшим исходным событием явилось переоткрытие законов  Менделя в 1900 г. (независимо тремя  учеными — X. Де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии). В том же году была обнаружена и забытая, опередившая  свое время работа Г. Менделя. Это  говорит о том, что только в  начале XX в. биология поднялась до уровня понимания открытия Менделя и  рождения генетики как науки.

Далее последовала  лавина эмпирических открытий и построение различных теоретических моделей. Большое число биологов разных специальностей (зоологов, ботаников и др.) после  переоткрытия законов Менделя обратились к проблемам генетики и начали проводить генетические эксперименты на разных объектах, как растительных, так и животных (очень удобным  объектом оказалась плодовитая мушка  дрозофилы, имеющая всего четыре пары хромосом). За относительно короткий срок (20—30 лет) в учении о наследственности был накоплен колоссальный эмпирический и теоретический материал:

• открыт дискретный характер наследственности;

• обосновано представление о гене и хромосомах как носителях генов

• получено представление о линейном расположении генов;

• доказано существование мутаций и возможность вызывать их искусственно;

• установлен принцип чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепления признаков;

• разработаны методы гибридологического анализа, чистых линий (генотипически однородного потомства) и инцухта, крос-синговера (нарушение сцепления генов в результате обмена участками между хромосомами);

• получен вывод о том, что исходный материал для селекции должен быть генетически гетерогенным.

Понятия гена, генотипа, фенотипа были введены в  биологию датским ученым В.Л. Иогансеном.

Все эти и  другие открытия были экспериментально подтверждены, строго обоснованы.

В России станоатение  генетики происходило несколько  позже. Впервые университетский  курс генетики был прочитан в 1913 г. Ю.А. Филипченко. Обширная и оригинальная сводка Е.А. Богданова по менделизму появилась в 1914 г. В 1920—1930-е гг. отечественная  генетика развивалась широким фронтом, высокими темпами и достигла выдающихся результатов.

1.1 Хромосомная теория наследственности.

Интенсивные экспериментальные исследования и  фронтальное накопление эмпирического  материла в первой четверти XX в. дали импульс разработке теоретических  аспектов генетики.

Зарождающейся генетике (в форме менделизма) следовало  прежде всего концептуально определиться по отношению к дарвинизму. Этот процесс был трудным и противоречивым. С одной стороны, «ортодоксальные  дарвинисты» (А.Уоллес, Е. Паульсон, В.Уэлдон и др.), делавшие акцент на непрерывности  эволюции в виде индивидуальных изменений (именно в них они усматривали  материал для естественного отбора), не понимали, что менделизм может  дать научные идеи, которые способны расширить, углубить, конкретизировать понятия дарвинизма.

С другой стороны, в общем контексте кризиса  дарвинизма на рубеже XIX—XX вв. многие его критики попытались использовать менделизм в целях антидарвинизма, призывали полностью пересмотреть дарвинизм и заменить эволюцию мутационной теорией. По этому пути пошел, например, Хуго Де Фриз, считавший, что новый вид создается не путем постепенного перехода от старого вида к новому, а скачком, в результате мутаций у большинства особей исходного вида. Для образования нового вида не нужны борьба за существование и естественный отбор. Фриз не признавал внутривидового естественного отбора как творческий фактор эволюции и полагал, что возможен только межвидовой отбор как выбраковщик не особей, а видов.

Основная  теоретико-методологическая установка  попыток замены дарвинизма мутационными концепциями — автогенез, т.е. образование  видов, осуществляемое исключительно  за счет внутренних (мутационных) факторов и не требующее участия внешней  среды. Крайним выражением такой  позиции был генетический преформизм, согласно которому эволюция осуществляется как преформистское развертывание  некоего комплекса наследственных факторов (генов). Так, У. Бэтсон, один из основателей генетики, учитель Н.И. Вавилова, считал, что эволюция состоит  не в изменении генов под влиянием среды, а в выпадении генов, накоплении генетических утрат. Эта позиция  вела к парадоксальному выводу: чем  проще организм, тем генетически  он сложнее.

Генетика  не опровергала дарвинизм, наоборот, становилось все более очевидно, что генетика дополняет дарвинизм  и восполняет главный его пробел, т.е. объясняет сущность неопределенной изменчивости. Вершиной теоретического обобщения накопленного генетикой  эмпирического материала в первые десятилетия XX в. стала хромосомная  теория наследственности.

Основу этой теории составляет ряд ключевых обобщений: во-первых, наследственный фактор локализован  в хромосомах клеток; во-вторых, преемственность  наследственных свойств организма  определяется преемственностью хромосом; в-третьих, для нормального развития особи необходимо наличие всех хромосом, присущих данному виду; в-четвертых, в клетках тела (сомы) содержится диплоидный набор хромосом (один —  от отца, другой — от матери); в мейозе (особый способ деления клетки) происходит уменьшение (редукция) числа хромосом и переход клеток из диплоидного  в гаплоидное состояние, свойственное зародышевым клеткам.

Эти обобщения  конкретизируются в следующих утверждениях:

• хромосома состоит из генов;

• гены расположены в хромосоме в линейном порядке;

• ген — неделимая корпускула наследственности, ее «квант»; в мутациях ген изменяется как целое;

• гены, локализованные в пределах одной хромосомы, составляют одну группу сцепления и передаются совместно, поэтому признаки, зависящие от сцепления генов, наследуются совместно;

• сцепленное наследование признаков может нарушаться за счет перекреста хромосом (кроссинговера), ведущего к перераспределению генетического материала между гомологичными хромосомами.

Непосредственно основания хромосомной теории наследственности разрабатывались (1902—1907) Т. Бовери, У. Саттоном, а завершенная полная формулировка дана в работах Т.Х. Моргана и  его школы (А.Г. Стёртевант, Г.Дж. Меллер, К. Бриджес и др.), удостоенных  за разработку этой теории Нобелевской  премии. Эта теория стала стартовой  площадкой теоретической генетики. На ее принципах и понятиях базировался  дальнейший теоретический анализ структуры  генов, роли нуклеиновых кислот в  передаче наследственных признаков, зависимости  проявления гена от места его положения  в хромосоме и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные теоретические сведения хромосомной теории наследственности

Хромосомная теория наследственности - теория, согласно которой хромосомы, заключённые  в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, т.е. преемственность  свойств организмов в ряду поколений  определяется преемственностью их хромосом. Хромосомная теория наследственности возникла в начале 20 в. на основе клеточной  теории и использования для изучения наследственных свойств организмов гибридологического анализа.

В 1902 У. Сеттон в США, обративший внимание на параллелизм  в поведении хромосом и менделевских т. н. "наследственных факторов", и  Т. Бовери в Германии выдвинули хромосомную  гипотезу наследственности, согласно которой менделевские наследственные факторы (название впоследствии генами) локализованы в хромосомах. Первые подтверждения этой гипотезы были получены при изучении генетического механизма  определения пола у животных, когда  было выяснено, что в основе этого  механизма лежит распределение  половых хромосом среди потомков. Дальнейшее обоснование хромосомная  теория наследственности принадлежит  американскому генетику Т. Х. Моргану, который заметил, что передача некоторых  генов (например, гена, обусловливающего белоглазие у самок дрозофилы  при скрещивании с красноглазыми  самцами) связана с передачей  половой Х-хромосомы, т. е. что наследуются  признаки, сцепленные с полом (у человека известно несколько десятков таких  признаков, в том числе некоторые  наследственные дефекты — дальтонизм, гемофилия и др.).

Доказательство  хромосомной теории наследственности было получено в 1913 американским генетиком  К. Бриджесом, открывшим нерасхождение  хромосом в процессе мейоза у самок  дрозофилы и отметившим, что нарушение  в распределении половых хромосом сопровождается изменениями в наследовании признаков, сцепленных с полом.

С развитием  хромосомной теории наследственности было установлено, что гены, расположенные в одной хромосоме, составляют одну группу сцепления и должны наследоваться совместно; число групп сцепления равно числу пар хромосом, постоянному для каждого вида организмов; признаки, зависящие от сцепленных генов, также наследуются совместно. Вследствие этого закон независимого комбинирования признаков должен иметь ограниченное применение; независимо должны наследоваться признаки, гены которых расположены в разных (негомологичных) хромосомах. Явление неполного сцепления генов (когда наряду с родительскими сочетаниями признаков в потомстве от скрещиваний обнаруживаются и новые, рекомбинантные, их сочетания) было подробно исследовано Морганом и его сотрудниками (А. Г. Стёртевантом и др.) и послужило обоснованием линейного расположения генов в хромосомах. Морган предположил, что сцепленные гены гомологичных хромосом, находящиеся у родителей в сочетаниях и, в мейозе у гетерозиготной формы могут меняться местами, в результате чего наряду с гаметами АВ и ab образуются гаметы Ab и аВ. Подобные перекомбинации происходят благодаря разрывам гомологичных хромосом на участке между генам и последующему соединению разорванных концов в новом сочетании: Реальность этого процесса, названного перекрестом хромосом, или кроссинговером, была доказана в 1933 нем, учёным К. Штерномв опытах с дрозофилой и американскими учёными Х. Крейтономи Б. Мак-Клинток — с кукурузой. Чем дальше друг от друга расположены сцепленные гены, тем больше вероятность кроссинговера между ними. Зависимость частоты кроссинговера от расстояний между сцепленными генами была использована для построения генетических карт хромосом. В 30-х гг. 20 в. Ф. Добржанский показал, что порядок размещения генов на генетических и цитологических картах хромосом совпадает.

Согласно  представлениям школы Моргана, гены являются дискретными и далее  неделимыми носителями наследственной информации. Однако открытие в 1925 советскими учёными Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, а в 1927 американским учёным Г. Мёллером влияния рентгеновских лучей на возникновение наследственных изменений (мутаций) у дрозофилы, а также применение рентгеновских лучей для ускорения мутационного процесса у дрозофилы позволили советским учёным А. С. Серебровскому, Н. П. Дубинину и др. сформулировать в 1928—30 представления о делимости гена на более мелкие единицы, расположенные в линейной последовательности и способные к мутационным изменениям. В 1957 эти представления были доказаны работой американского учёного С. Бензера с бактериофагом Т4. Использование рентгеновских лучей для стимулирования хромосомных перестроек позволило Н. П. Дубинину и Б. Н. Сидорову обнаружить в 1934 эффект положения гена (открытый в 1925 Стёртевантом), т. е. зависимость проявления гена от места расположения его на хромосоме. Возникло представление о единстве дискретности и непрерывности в строении хромосомы.