§ 24. Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Г. Мендель — основоположник генетики

Вспомните!

Что изучает генетика?

Наследственность и изменчивость — два свойства живых организмов, неразрывно связанные друг с другом как две стороны одной медали. Закономерности наследственности и изменчивости изучает одна из самых важных областей биологии — генетика.

Почему основателем генетики считают Г. Менделя?

Основные закономерности наследования признаков впервые были описаны во второй половине XIX в. австрийским учёным Грегором Менделем (1822—1884). Мендель не был первым учёным, который пытался ответить на вопрос: как передаются из поколения в поколение свойства и признаки? Многие исследователи до него скрещивали разнообразные организмы, стараясь увидеть какую-то систему в получаемых результатах. Стремясь добиться успеха как можно быстрее, исследователи скрещивали разные виды, получая при этом бесплодное потомство, брали для изучения сложные, трудно определяемые признаки, не вели точных математических подсчётов.

С какими объектами работал Г. Мендель?

— в качестве экспериментальных растений Мендель использовал разные сорта посевного гороха, поэтому потомство, получаемое в таких внутривидовых скрещиваниях, было плодовито;

— горох — самоопыляющееся растение, т. е. цветок защищён от случайного попадания посторонней пыльцы; при постановке нужного скрещивания Мендель удалял тычинки, чтобы исключить возможность самоопыления, а затем кисточкой переносил на пестик пыльцу другого родительского растения;

— горох неприхотлив и имеет высокую плодовитость;

— в качестве экспериментальных признаков Мендель выбрал простые качественные альтернативные признаки по типу «или-или» (цветки пурпурные или белые, семена жёлтые или зелёные); сейчас трудно сказать, что здесь сыграло основную роль — удача или гениальное предвидение, но оказалось, что каждая пара выбранных Менделем признаков контролировалась одним геном, что значительно упрощало трактовку результатов скрещивания;

— при обработке получаемых данных Мендель вёл строгий математический учёт фенотипов всех растений и семян.

Какой основной метод изучения наследственности он разработал?

Скрещивая различные организмы и исследуя получаемое потомство, Мендель, по сути, разработал основной и специфический метод генетики. Гибридологический метод — это система скрещиваний в ряду поколений, дающая возможность при половом размножении анализировать наследование отдельных свойств и признаков организмов, а также обнаруживать возникновение наследственных изменений.

Вопросы для повторения и задания

1. Дайте определения понятий «наследственность» и «изменчивость».

Наследственность — это способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующему поколению. Наследственность обеспечивает материальную и функциональную преемственность между поколениями, сохраняя определённый порядок в природе. Изменчивость — свойство, противоположное наследственности. Оно заключается в способности живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития отличия от других особей своего и других видов.

2. Кто впервые открыл закономерности наследования признаков?

Основные закономерности наследования признаков впервые были описаны во второй половине XIX в. австрийским учёным Грегором Менделем (1822—1884). Мендель не был первым учёным, который пытался ответить на вопрос: как передаются из поколения в поколение свойства и признаки? Многие исследователи до него скрещивали разнообразные организмы, стараясь увидеть какую-то систему в получаемых результатах. Стремясь добиться успеха как можно быстрее, исследователи скрещивали разные виды, получая при этом бесплодное потомство, брали для изучения сложные, трудно определяемые признаки, не вели точных математических подсчётов.

3. На каких растениях проводил опыты Г. Мендель? Докажите, что выбранные учёным растения были оптимальным объектом в данных экспериментах.

Горох посевной.

Горох легко выращивать, у него имеется много сортов, потомство от скрещивания которых хорошо размножается. Мендель из 34 сортов гороха, бывших в его распоряжении, выбрал 22 "хороших" сорта, четко отличающихся по каким- либо признакам. Для этого он в течение двух лет проверял "чистоту сорта": предоставил растениям возможность самоопыляться (горох - самоопылитель) и выбрал сорта, где потомки всех поколений были сходны между собой и со своими родителями.

Особенности строения цветка бобовых позволяли производить искусственное опыление и делали редкими случаи опыления чужой пыльцой . В цветке гороха столбик и пыльники , содержащие пыльцу, со всех сторон окружены частью цветка, называемой лодочкой. Это препятствует попаданию на рыльце столбика чужой пыльцы.

4. Благодаря каким особенностям организации работы Г. Менделю удалось открыть законы наследования признаков?

— в качестве экспериментальных растений Мендель использовал разные сорта посевного гороха, поэтому потомство, получаемое в таких внутривидовых скрещиваниях, было плодовито;

— горох — самоопыляющееся растение, т. е. цветок защищён от случайного попадания посторонней пыльцы; при постановке нужного скрещивания Мендель удалял тычинки, чтобы исключить возможность самоопыления, а затем кисточкой переносил на пестик

пыльцу другого родительского растения;

— горох неприхотлив и имеет высокую плодовитость;

— в качестве экспериментальных признаков Мендель выбрал простые качественные альтернативные признаки по типу «или-или» (цветки пурпурные или белые, семена жёлтые или зелёные); сейчас трудно сказать, что здесь сыграло основную роль — удача или гениальное предвидение, но оказалось, что каждая пара выбранных Менделем признаков контролировалась одним геном, что значительно упрощало трактовку результатов скрещивания;

— при обработке получаемых данных Мендель вёл строгий математический учёт фенотипов всех растений и семян.

Подумайте! Вспомните!

1. До Г. Менделя многие исследователи предпринимали попытки установить закономерности наследования признаков от родителей к детям. Однако все они заканчивались неудачно. Как вы можете это объяснить?

Многие исследователи до него скрещивали разнообразные организмы, стараясь увидеть какую-то систему в получаемых результатах. Стремясь добиться успеха как можно быстрее, исследователи скрещивали разные виды, получая при этом бесплодное потомство, брали для изучения сложные, трудно определяемые признаки, не вели точных математических подсчётов.

2. Опишите фенотипы известных всем современников (актёров театра и кино, эстрадных артистов, политических деятелей и др.). Предложите одноклассникам по описанию определить человека.

Александр Скарсгард.

Лицо овально, немного ромбовидно, с широким, несколько скошенным лбом со слабой пигментацией кожи, розовато-белого цвета, кожа тонкая, хорошо просматривается текстура. Кости маленькие. Волосы исключительно светлые. Рост: высокий. Телосложение: эктоморфное (худощавость, высокий рост, короткая верхняя часть тела относительно роста, узкие плечи, длинные конечности, узкие кисти и ступи, низкое количество подкожного жира, высокий метаболизм.

3. Название науки фенологии имеет тот же корень, что и термин «фенотип». Что изучает фенология? Почему эти термины схожи?

Фенология (от греч. φαινόμενα — явления) — система знаний и совокупность сведений о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Фен (греч. Фаино — являю, проявляю) — отдельный вариант определённого признака, обусловленный генотипически и неподразделяемый на составные компоненты без потери качества. Схожи, потому что связано с признаками организмов, фенология – это влияние среды на организм, а это формирование определенных признаков.