Реферат эволюция и генетика

lahoda

Этим начинается совершенно новый этап развития не только генетики, но и всей биологии в целом. Evolution and the Levels of Selection. Мендель на растениях гороха разрабатывал методы генетического анализа наследования отдельных признаков организма и установил два принципиально важных явления:. Изменения на хромосомном уровне могут приводить к ещё большим мутациям. Другие процессы, способствующие кооперации между особями, включают групповой отбор , при котором взаимодействия между особями даёт преимущества для их групп, по сравнению с другими группами, у которых нет такого взаимодействия []. В более широком смысле — совокупность всех факторов наследственности, как ядерных геном , так и внехромосомных цитоплазматических, пластидных наследственных факторов. Science communication.

Факторы эволюции. Естественный отбор. Теория пангенезиса Дарвина. Классические законы Менделя. Закон единообразия гибридов первого поколения. Закон расщепления. Закон независимого комбинирования признаков. Современная генетика. Первый, второй, третий закон. Условия существования законов. Признание законов. Значение работы Менделя для развития генетики. Опыты Менделя послужили основой для развития современной генетики — науки.

Основные законы наследственности. Более эффективным оказался химический мутагенез и самым известным химическим мутагеном является колхицин. Он препятствует разделению хромосом во время митоза, тем самым образуются полиплоидные клетки. Результатом этого открытия стало изучение тонкой структуры гена, его реферат эволюция и генетика из субъединиц и особенностей функционирования.

Полиплоидия позволила получить ценные для селекции сорта. Помимо чисто прикладных связей генетики и селекции, проводятся исследования в теоретических областях.

Основная статья: Антропогенез. Этими исследованиями была доказана изменчивость генов под влиянием факторов внешней среды. Этим объясняется ключевое положение генетики среди других биологических дисциплин. Он организовал многочисленные экспедиции по всему миру с целью накопления семенного материала, который был использован в селекционной работе.

Эволюционная генетика способствовала окончательному утверждению теории эволюции Чарлза Дарвина. Она изучает генетические механизмы естественного отбора, роль отдельных генов и мутационного процесса в эволюции. Наибольший вклад в генетику популяций внес С. Четвериков г. Он создал стройную картину, которая была синтезом менделизма и эволюционных идей Дарвина. По мере понимания процессов наследования и выведения новых пород, проявилось единство реферат эволюция и генетика и селекции, ярче всего проявившееся в работах Н.

Он открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и обосновал теорию центров происхождения культурных растений. В созданном им ВНИИРе Всесоюзный Научно-исследовательский институт растениеводства был накоплен огромный фактический материал по семенам современных культурных растений и их диких предков.

Реферат эволюция и генетика 8025

Эта коллекция является крупнейшей в мире. Она помогает выводить новые сорта от дикого предка, проводить отдаленное скрещивание и служит банком геном популяции.

Современная генетика тесно связана с биохимией, медициной, биотехнологией, в ней широко используются математические методы и новейшие технологии. Крупнейшими достижениями генетики последних лет является расшифровка геномов животных и растений плодовая мушка дрозофила, шелкопряд, медоносная пчела, рисполучение генномодифицированных организмов, обладающих нужными человеку качествами новый уровень искусственного отбораклонирование животных и большие успехи в ранней диагностике наследственных заболеваний человека.

Фундаментальные законы — законы Менделя, законы сцепленного наследования, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Реферат эволюция и генетика 3265

Генетика занимается изучением двух фундаментальных свойств живых организмов: наследственности и изменчивости. Изменчивость — способность реферат эволюция и генетика появлению и проявлению новых признаков, отсутствующих у родительских особей. Различают наследственную и ненаследственную изменчивость. Ненаследственная или модификационная изменчивость не затрагивает наследственного материала организма, носит групповой характер, происходит в пределах нормы реакции.

Наследственная изменчивость мутационная или генотипическая связана с изменением генотипа особи, поэтому возникающие изменения наследуются. Она является материалом для естественного отбора. Дарвин назвал эту наследственность неопределенной. Основой наследственной изменчивости являются мутации - внезапные скачкообразные и ненаправленные изменения исходной формы.

Они ведут к появлению у живых организмов качественно новых наследственных признаков и свойств, которых ранее в природе не существовало. Источник наследственной изменчивости - мутационный процесс.

Появление пород домашних животных и сортов культурных растений стало результатом искусственного отбора, проводимого человеком. Закономерности независимого моногенного наследования законы Г.

Иогансеном в г. Он определял ген как наследственный задаток признака. Генотип — совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. В более широком смысле реферат эволюция и генетика совокупность всех факторов наследственности, как ядерных геномтак и внехромосомных цитоплазматических, пластидных наследственных факторов. Генотип представляет собой систему, контролирующую развитие, строение и жизнедеятельность организма. Генотип — единая система взаимодействующих генов, поэтому проявление каждого гена зависит от генотипической среды.

Взаимодействие генов с комплексом факторов внешней и внутренней среды обеспечивает фенотипическое проявление признаков пример влияния внешне среды — окраска меха у кроликов в зависимости от температуры, то есть кролики наследуют не определенную окраску, а способность ее изменять в зависимости от условий. Поэтому точнее говорить, что наследуется не конкретный признак, а норма реакции на возможные условия среды.

Геном — совокупность генов, локализованных в гаплоидном наборе хромосом без учета наследственных факторов цитоплазмы. В диплоидной клетке содержится 2 генома. Фенотип — совокупность признаков, проявляющихся в результате взаимодействия генотипа с условиями внешней и внутренней среды.

Но здесь не учитывается время активации экспрессии гена реферат эволюция и генетика интенсивность его считывания. На еще более высоком уровне каждый признак определяется несколькими генами, каждый из которых взаимодействует внешней средой. Если исследовать количественные признаки, то можно заметить, что для каждого признака относительная роль наследственности и среды.

Тема: Основы генетики

Большое значение на экспрессию генов оказывает внешняя среда, так одно и то же растение, выращенное в разных условиях, будет иметь разную степень выраженности количественных признаков.

Норма реакции — пределы, в которых в зависимости от условий может изменяться фенотипическое проявление отдельных генов или всего генотипа в целом. То есть происходит наследование не собственно признака, а нормы его реакции. Известный пример, подтверждающий это правило — окраска меха кроликов гималайской породы в зависимости от температуры воздуха.

7058722

Мех может быть белым, серым и черным в разных местах и при разной температуре. Классические законы Г. Генетика - область биологии, изучающая наследственность и изменчивость. Этим объясняется ключевое положение генетики среди других биологических дисциплин.

Самые блестящие открытия, создающие этапы в ее развитии, почти всегда имеют своих предшественников. Так случилось и с открытием законов наследственности. Мендель на растениях гороха разрабатывал методы генетического анализа наследования отдельных признаков организма и установил и долговременная память реферат принципиально важных явления:. Для теории эволюции эти принципы имели кардинальное значение. Они раскрыли один из важнейших источников изменчивости, а именно механизм сохранения приспособленности признаков вида в ряду поколений.

Если бы приспособительные признаки организмов, возникшие под контролем отбора, поглощались, исчезали при скрещивании, то прогресс вида был бы невозможен. Все последующее развитие генетики было связано с изучением и расширением этих принципов и приложением их к теории эволюции и селекции. Из установленных принципиальных положений Менделя логически вытекает целый ряд проблем, которые шаг за шагом получают свое разрешение по мере развития генетики.

В г. Популяция состоит из наследственно различных особей или родственных групп — линий. В этом же исследовании наиболее четко устанавливается, существование двух типов измен6чивости организмов: наследственной, определяемой генами, и ненаследственной, определяемой случайным сочетанием факторов, действующих на проявление признаков.

На следующем этапе развития генетики было доказано, что наследственные формы связаны с хромосомами. Первым фактом, раскрывающим роль хромосом в наследственности, было доказательство роли хромосом в определении пола у животных и открытие механизма расщепления по полу С г.

Морган с сотрудниками в Колумбийском университете США начинает публиковать серию работ, в которой формулирует хромосомную теорию наследственности. Экспериментально доказывая, что основными носителями генов являются хромосомы, и что гены располагаются в хромосомах линейно. Вавилов формулирует закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, согласно которому родственные по происхождению виды растений и животных имеют сходные ряды наследственной изменчивости.

Случайные мутации постоянно происходят в геномах всех организмов. Эти мутации создают генетическую изменчивость. Они могут быть вызваны радиациейвирусамитранспозонамимутагенными веществамиа также ошибками, происходящими во время репликации ДНК или мейоза [55] [56] [57].

Мутации могут не иметь реферат эволюция и генетика эффекта, могут изменять продукт гена или препятствовать его функционированию. Для уменьшения негативного эффекта мутаций в клетках существуют механизмы репарации ДНК [55]. У РНК-вирусов уровень мутабильности высокий [60]что, видимо, является реферат эволюция и генетика, помогая избегать защитных ответов иммунной системы [61].

Мутации могут затрагивать большие участки хромосом. Например, при дупликациикоторая вызывает появление дополнительных копий гена в геноме [62]. Эти копии становятся основным материалом реферат эволюция и генетика возникновения новых генов. Это важный процесс, поскольку новые гены развиваются в пределах семейства генов от общего предка [63].

Например, в образовании светочувствительных структур в глазу человека участвуют четыре гена: три для цветного зрения и один для ночного зрения. Все эти гены произошли от одного предкового реферат эволюция и генетика [64]. Новые гены возникают из предкового гена в результате дупликации, после того как копия гена мутирует и приобретёт новую функцию.

Введение. Генетика популяций. Нейтральная эволюция

Этот процесс идёт легче после дупликации, поскольку это реферат эволюция и генетика избыточность системы. Один ген из пары может приобрести новую функцию, в то время как другой продолжает выполнять основную функцию [65] [66]. Другие типы мутаций могут создать новые гены из некодирующей ДНК [67] [68]. Новые гены также могут возникнуть за счёт рекомбинации небольших участков дублированных генов.

При этом возникает новая структура с новыми функциями [69] [70].

Генетика и эволюция. Законы генетики Менделя

Когда новые гены собраны перетасовкой ранее существовавших частей выполняющих простые независимые функциито их комбинация может выполнять новые более сложные функции. Они могут содержать до частей, катализирующих один этап в процессе полного синтеза [71].

Изменения на хромосомном уровне могут приводить к ещё большим мутациям.

  • Популяция состоит из наследственно различных особей или родственных групп — линий.
  • Если все известные у наиболее изученного в данной группе вида вариации расположить в определенном порядке в виде таблицы, то можно обнаружить и у других видов те же вариации изменчивости.
  • Условия существования законов.
  • В этом же исследовании наиболее четко устанавливается, существование двух типов измен6чивости организмов: наследственной, определяемой генами, и ненаследственной, определяемой случайным сочетанием факторов, действующих на проявление признаков.
  • Закон расщепления: При скрещивании между собой гибридов первого поколения в потомстве в определенных численных соотношениях проявляются и доминантные и рецессивные признаки.

Среди хромосомных мутаций выделяют делеции и инверсии крупных участков хромосом, транслокацию участков одной хромосомы на другую. Также возможно слияние хромосом робертсоновская транслокация. Например, в ходе эволюции рода Homo произошло слияние двух хромосом с образованием второй хромосомы человека [72].

У других обезьян этого слияния не произошло, и хромосомы сохраняются по отдельности. В эволюции хромосомные перестройки играют большую роль. Благодаря им может ускориться расхождение популяций с образованием новых видов, поскольку уменьшается вероятность скрещивания и таким образом увеличиваются генетические различия между популяциями реферат эволюция. Мобильные элементы геноматакие как транспозонысоставляют значительную долю в геномах растений и животных и, возможно, важны для эволюции [74].

Так, в человеческом геноме около 1 миллиона копий Alu-повтораони выполняют некоторые функции, такие как регулирование экспрессии генов [75]. Другое влияние мобильных генетических элементов реферат эволюция и генетика геном заключается в том, что при их перемещении внутри генома может произойти видоизменение или удаление существующих генов [56]. У бесполых организмов гены во время размножения не могут смешиваться с генами других особей. В отличие от них у организмов с половым размножением потомство получает случайные смеси хромосом своих родителей.

Кроме этого, в ходе мейотического деления половых клеток происходит кроссинговерприводящий к гомологичной рекомбинациикоторая заключается в обмене участками двух гомологичных хромосом [76]. При рекомбинации не происходит изменения частоты аллелей, но происходит генетика их новых комбинаций [77].

Таким образом, половое размножение обычно увеличивает генетика изменчивость и может ускорять темп эволюции организмов [78] [79]. Однако бесполое размножение зачастую выгодно и может развиваться у животных с половым размножением [80]. Гомологичная рекомбинация позволяет наследоваться независимо даже аллелям, которые находятся близко друг от друга в ДНК.

В результате гены, находящиеся рядом на хромосоме, имеют тенденцию наследоваться сцеплено. Эта тенденция измеряется тем, как часто две аллели находятся вместе на одной хромосоме, и носит название неравновесного сцепления генов [81].

Несколько аллелей, которые наследуются вместе, обычно называют гаплотипом. Если одна аллель в гаплотипе даёт значительное преимущество, то в результате естественного отбора частота в популяции других аллелей этого гаплотипа также может повыситься. Когда аллели не могут быть разделены рекомбинацией, как в Y-хромосоме млекопитающих, которая передаётся без изменений от отца к сыну, происходит накопление вредных мутаций [83].

Реферат эволюция и генетика 2833980

Половое размножение за счёт изменения комбинаций аллелей позволяет удалять вредные мутации и сохранять полезные [84]. Подобные положительные эффекты реферат эволюция и генетика негативными явлениями полового размножения, такими как уменьшение репродуктивного уровня и возможные нарушения выгодных комбинаций реферат эволюция и генетика при рекомбинации.

Поэтому причины возникновения полового размножения до сих пор не ясны и активно исследуются в эволюционной биологии [85] [86]порождая такие гипотезы, как гипотеза Чёрной королевы [87].

Потоком генов называют перенос аллелей генов между популяциями, реферат эволюция и генетика. Поток генов может осуществляться за счёт миграций особей между популяциями в случае подвижных организмов либо, например, с помощью переноса пыльцы или семян в случае растений. Скорость потока реферат эволюция сильно зависит от подвижности организмов [88]. Степень влияния потока генов на изменчивость в популяциях до конца не ясна. Существуют две точки зрения: одна из них заключается в том, что поток генов может иметь значительное влияние на крупных популяционных системах, гомогенизируя их и, соответственно, действуя против процессов видообразования ; вторая, что скорости потока генов достаточно только для воздействия генетика локальные популяции [88] [89].

Такие условия создают конкуренцию между организмами в выживании и размножении и являются минимально необходимыми условиями для эволюции посредством естественного отбора [90]. Таким образом, организмы с наследственными чертами, которые дают им конкурентное преимущество, имеют большую вероятность передать их своим потомкам, чем организмы с наследственными чертами, не имеющими подобного преимущества [91].

Приспособленность определяется как способность организма к выживанию и размножению, которая определяет размер его генетического вклада в следующее поколение [92].

Однако главным в определении приспособленности является не общее число потомков, а число потомков с данным генотипом относительная приспособленность [93]. Например, если потомки успешного и быстро размножающегося организма слабые и плохо размножаются, то генетический вклад и, соответственно, приспособленность этого организма будут низкими [92].

Если какая-либо аллель увеличивает приспособленность организма больше, чем другие аллели этого гена, то с каждым поколением доля этой аллели в популяции будет расти. То есть, отбор происходит в пользу этой аллели. Естественный отбор для черт, которые могут изменяться в некотором диапазоне значений например, размер организмаможно разделить на три типа [96] :. Частным случаем естественного отбора является половой отборсубстратом которого является любой признак, который увеличивает успешность спаривания за счёт эволюция привлекательности особи для потенциальных партнёров [97].

Черты, которые эволюционировали за счёт полового отбора, особенно хорошо заметны у самцов некоторых видов животных. Такие признаки, как крупные рогаяркая окраскас одной стороны могут привлекать хищников и понижать выживаемость самцов [98]а с другой это уравновешивается репродуктивным успехом самцов с подобными ярко выраженными признаками [99].

Отбор может действовать на различных уровнях организации, таких как гены, клетки, отдельные организмы, группы организмов и виды [] [] []. Причём отбор может одновременно действовать на разных уровнях []. Отбор на уровнях выше индивидуального, например, групповой отборможет приводить к кооперации см. Эволюция Кооперация [].

В математических терминах аллели подвергаются ошибке выборки. Таким образом, за счёт только случайных процессов из популяции могут быть элиминированы некоторые аллели []. Время, которое требуется для фиксации аллелей, зависит от размера популяции []. При этом главным фактором оказывается не число особей, а эффективный размер популяции []. Эффективный размер популяции обычно меньше, чем общее число особей в популяции. При его расчёте принимаются во внимание уровень инбридингастадия жизненного цикла, при которой численность популяции наименьшая, и доклад новгородская боярская республика факт, что некоторые селективно-нейтральные гены сцеплены с генами, подверженными действию отбора [].

Обычно трудно определить относительную важность естественного генетика и дрейфа []сравнительная важность этих двух факторов в эволюционных процессах является предметом современных исследований []. Нейтральная теория молекулярной эволюции предполагает, что большинство эволюционных изменений является результатом фиксации нейтральных мутаций в геноме, которые не оказывают никакого реферат на приспособленность организмов [31].

Эта трактовка теории нейтральности в настоящее время не принимается учёными, поскольку не соответствует характеру генетической изменчивости в природе [] []. Горизонтальный перенос генетика представляет собой передачу генетического материала от одного организма другому организму, который генетика является его потомком.

Наиболее распространён горизонтальный перенос генов у бактерий []. В частности, это способствует распространению устойчивости к антибиотикампосредством того, что после возникновения у одной бактерии генов устойчивости они могут быстро передаться другим видам [].

Известна также возможность горизонтального переноса генов от бактерий к эукариотамтаким как дрожжи Saccharomyces cerevisiae и обитающий на адзуки жук Callosobruchus chinensis [] []. Примером крупномасштабного переноса генов среди эукариот могут служить бделлоидные коловраткикоторые получили ряд генов от бактерий, грибов и растений [].

Переносчиками ДНК между представителями отдельных доменов могут быть вирусы []. Масштабный перенос генов также произошёл между предками клеток эукариот и бактерий, во время приобретения первыми хлоропластов и митохондрий.

Вполне возможно, что эукариоты произошли в результате горизонтальных переносов генов между бактериями и археями [].