Генетика. Методи генетичних досліджень
- 14-11-2021, 20:17
- 533
9 Клас , Біологія 9 клас Соболь (нова програма)
§ 33. ГЕНЕТИКА. МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Основні поняття й ключові терміни: ГЕНЕТИКА. Гібридологічний метод
Пригадайте! Що таке гени?
Знайомтеся!
Грегор Йоганн Мендель (1822-1884) - австрійський природодослідник, католицький священик. У звичайному садку провів досліди, що стали основою генетики. Результати досліджень Мендель опублікував у науковій праці «Експерименти із рослинними гібридами» у 1866 р., у якій ознайомив світ із законами спадковості.
ЗМІСТ
Які завдання сучасної генетики?
ГЕНЕТИКА (від грец. генетіс - походження) - наука про закономірності спадковості та мінливості організмів. Датою народження генетики вважається 1900 р., коли ботаніки - голландський - Хуго де Фріз (1845-1935), німецький - Карл Корренс (1864-1933) та австрійський - Еріх Чермак (1871-1962), незалежно один від одного, підтвердили закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем.
Генетика як наука виникла внаслідок практичних потреб. Під час розведення домашніх тварин і культурних рослин здавна використовували схрещування організмів. На генетичних законах ґрунтується селекція тварин, рослин і мікроорганізмів. Велике значення має генетика для медицини, ветеринарії, спорту, криміналістики, фармацевтики та ін. Завдання сучасної генетики пов’язані з її основними розділами:
• вивчення генетичних основ селекції для виведення нових порід тварин, сортів рослин та штамів мікроорганізмів (селекційна генетика);
• вивчення спадкових захворювань людини і тварин для їхньої профілактики і лікування (медична генетика);
• вивчення впливу радіації на спадковість і мінливість організмів для запобігання шкідливим мутаціям (радіаційна генетика);
• вивчення генетичної структури і динаміки популяцій для з’ясування закономірностей еволюції організмів (популяційна генетика);
• вивчення молекулярних основ спадковості для розвитку генетичної інженерії (молекулярна генетика);
• вивчення особливостей спадковості та мінливості у популяціях людей (генетика людини).
Окрім названих розділів виникли й розвиваються імуногенетика, онтогенетика, психогенетика, фармакогенетика, екогенетика, цитогенетика та ін.
Отже, сучасна генетика стрімко розвивається й характеризується проникненням майже в усі галузі людської діяльності, що зумовлено потребами суспільства.
У чому суть основних методів генетичних досліджень?
Найдавнішим із методів генетики є гібридологічний метод, запропонований Г. Менделем. Гібридологічний метод - схрещування організмів та оцінювання прояву ознак у гібридів. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами (від лат. hibrida - помісь).
За найдавніших часів використовується вивчення родоводів. Генеалогічний метод - вивчення родоводів організмів для визначення характеру успадкування ознак. За його допомогою встановлюють генотип особин і визначають ймовірність прояву станів ознаки в нащадків.
За допомогою світлового мікроскопа проводять дослідження спадковості на клітинному рівні. Цитогенетичні методи - методи дослідження особливостей каріотипу організмів. Вивчення каріотипу дає змогу виявляти мутації, пов’язані зі зміною кількості хромосом і структури окремих із них.
Біохімічні методи використовують для вивчення спадкових захворювань, пов’язаних з обміном речовин. За їхньою допомогою виявляють спадкові порушення (наприклад, цукровий діабет, фенілкетонурію), зумовлені генними мутаціями.
Близнюковий метод застосовують для вивчення ролі середовища і генотипу у формуванні фенотипу особин. Особливе значення мають дослідження монозиготних (однояйцевих) близнят, які мають однакові генотипи.
Іл. 86. Монозиготні близнята
Популяційно-статистичний метод - вивчення закономірностей спадковості й мінливості на рівні популяцій. Цей метод дає можливість вивчати частоти зустрічальності алелей й генотипів у популяціях організмів.
Методи генетичної інженерії - це особлива група методів, за допомогою яких вивчають переміщення, перебудову, сполучення генів і зміну спадковості. До цієї групи належать методи генної інженерії (наприклад, метод штучного синтезу генів поза організмом), методи клітинної інженерії (наприклад, метод гібридизації соматичних клітин) та ін.
У сучасній генетиці використовуються найрізноманітніші методи, але основним залишається гібридологічний метод.
Які основні поняття генетики?
Предметом генетичних досліджень є спадковість та мінливість. Спадковість - здатність живих організмів передавати генетичну інформацію про свої ознаки й особливості індивідуального розвитку нащадкам. Матеріальними носіями спадковості є хромосоми, до складу яких входить ДНК. Мінливість - здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку. Забезпечує пристосованість організмів до умов середовища та появу ознак.
Одиницями спадковості є гени. Пригадаємо, що ген є ділянкою молекули нуклеїнової кислоти, що кодує інформацію про білок чи РНК та визначає ознаки організмів. Прикладами спадкових ознак, які визначаються генами, є колір очей, форма плодів та ін. Кожний ген розташований у певній хромосомі, де займає визначене місце - локус (від лат. locus - ділянка). Кожна соматична клітина містить диплоїдний набір гомологічних хромосом, що мають у своїх локусах різні форми одного гена. Алелі (від грец. алелон - взаємний), або алельні гени, - стани гена, що визначають прояви ознаки і розташовані в однакових ділянках гомологічних хромосом (іл. 87). Алелі одного гена визначають різні прояви ознаки (наприклад, карий або блакитний колір очей, круглу або грушоподібну форму плодів у томатів). Одна з гомологічних хромосом несе алель від материнського організму, а друга - від батьківського. Алельні гени можуть бути домінантними (алелі, які в присутності іншого завжди проявляються у формі стану ознаки) і рецесивними (алелі, які пригнічуються в присутності домінантних і не проявляються станом ознаки).
Іл. 87. Алельні гени
В обох гомологічних хромосомах можуть перебувати однакові або різні алельні гени. Гомозигота - це клітина тіла або особина, гомологічні хромосоми якої містять однакові алелі певного гена. Гомозиготна особина в потомстві не дає розщеплення й утворює один сорт гамет. Гетерозигота - це клітина тіла або особина, гомологічні хромосоми якої містять різні алелі певного гена. Гетерозиготна особина в потомстві дає розщеплення й утворює різні сорти гамет.
Генотип - сукупність усіх генів організму, які одержані від батьків. Це спадкова програма організму, яка є цілісною й взаємодіючою системою генів. Генотип у взаємодії із середовищем визначає фенотип. Фенотип - сукупність ознак і властивостей організму, які є результатом взаємодії генотипу з умовами зовнішнього середовища. Організми, які мають однаковий генотип, можуть відрізнятися один від одного за фенотипом.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Самостійна робота з ілюстрацією
Символ - умовний знак, який позначає іншу сутність. Знаком може бути зображення, слово, число, що заміняє інше поняття. За допомогою додаткової літератури визначте сутність символів генетики.
Біологія + Модельні організми
Г. Мендель вивчав у гороху посівного (Pisum sativum) успадкування таких ознак, як: 1 - поверхня насіння; 2 - забарвлення насіння; 3 - забарвлення квіток; 4 - розташування квіток на пагоні; 5 - довжина стебла; 6 - форма бобів; 7 - забарвлення бобів. А які особливості гороху посівного зробили його вдалим об’єктом генетичних досліджень?
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Наука
Зіставте прізвища науковців з визначними подіями в розвитку генетики, заповніть таблицю відповідей і отримайте назву методів, спрямованих на внесення змін до генотипу людини з метою лікування захворювань. Які нові завдання постають перед генетикою у XXI ст.?
КОРОТКИЙ ІСТОРИЧНИЙ НАРИС РОЗВИТКУ ГЕНЕТИКИ
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)