Весенний семестр:
Раздел 4. Основы генетики и селекции
Тема 4.1. Генетика. Генетическая терминология и символика. Законы генетики, установленные Г. Менделем.
План:
1. Понятие о генетике ее методы. Понятие об истории развития генетики.
2. Основные понятия генетики. Генетическая терминология и символика. Признаки и свойства, гены, аллельные гены. Генотип и фенотип организма, генофонд.
3.Законы генетики. Моногибридное скрещивание. Первый закон Менделя-закон доминирования. Второй закон Менделя- закон расщепления. Закон чистоты гамет. Анализирующее скрещивание.
4. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя-закон независимого комбинирования.
1.Генетика – изучает основы наследственности и изменчивости, закономерности наследования и изменения признаков у поколений организмов. (наука, изучающая нас. И изм. Организмов).
Наследственность – это свойство живых организмов в процессе размножения передавать дочернему поколению способность к определенному типу индивидуального развития, у потомства возникают признаки, присущие особям данного вида и некоторые особенности родителей (СП предавать свои признаки) морфологические признаки – форма носа, физиологические – группы крови, биохимический – ферментативные системы – альбинизм ( не работает фермент катализирующий превращение фенилаланина в тирозин – не синтезируется меланин), патологические – синдактилия (сращение пальцев)
Изменчивость – это свойство жизни, проявляться в способности организмов одного вида отличаться друг от друга по некоторым признакам (способность приобретать новые признаки). Гальтон 19 в. основоположник, евгеники – науки о наследственном здоровье человека.Единство противоположных свойств жизни приводит к тому, что виды остаются неизменными (латимерия 400млн. л.), но способны эволюционировать, давая новые формы.
Методы исследования – гибридологический анализ, генеалогический, цитологический. Близнецовый, биохимический. Популяционно- статистический, онтогенетический и др. Современная генетика это – цитогенетика. Онтогенетика. Биохимическая генетика. Медицинская генетика. Селекция.
Изучение наследственности и изменчивости прошли 3 этапа.
1.Изучение наследственности на уровне организма связан с Г.Менделем – основатель экспериментальной генетики в 1865 доклад, в 1866 г. «Опыты над растительными гибридами» – Законы Менделя. В 1900 г. Рождения генетики . Ботаники де Фриз –голландия, Корренс – германия, Чермак – австрия, подтвердили законы. 1906 г. Бэтсон – генетика (лат. Относящаяся к происхождению). 1909 Иогансен нас. задатки – гены (греч. Род, происхождение).
2. Изучение наследственности на уровне клетки – Морган – хромосомная теория 1910-1916г. Генетические карты.
3. Изучение наследственности на молекулярном уровне. Физики, химики, биофизики, генетики – ДНК (пневмококки). 1953 г. Уотсон Крик- строение ДНК и свойства. Ген. код, ген, генная инженерия. 1969 индиец Коран – искусственный ген. 2003 расшифрован геном человека 3 млрд нуклеотидов. ДНК диагностика 100 наследственных дефектов. В перспективе генотерапия и генопрофилактика.
2. Признак это любая особенность организма, т.е. любое его отдельное качество или свойство по которым можно различить две особи (цвет цветка).
Ген – участок хромосомы, определяющий развитие у организма одного или нескольких признаков. (Физиологический пр.– глухота, слепота).
Аллели – Различные состояния одного и того же гена, располагающиеся в определенном локусе (участке) гомологичных хромосом и определяющие развитие одного какого- то признака. Аллельные гены- пара генов от родителей определяющая 1 признак. Гомозиготные организмы в генотипе 2 одинаковых аллеля (АА или аа)
Гетерозиготные организмы один из аллелей в доминантной форме, а другой в рецессивной (Аа).
Доминантный признак, проявляющийся в первом поколении гибридов, а внешне исчезающий – рецессивный.
Генотип – совокупность всех взаимодействующих генов (геном) и цитоплазматических их носителей, определяющих развитие всех наследственных признаков и свойств организма.(совокупность всех генов организма)
Феном – наследуемый признак (цвет глаз, форма семян).
Фенотип- совокупность внешних и внутренних признаков организма, т.е. начиная с внешних и кончая особенностями строения и функционирования клеток и органов. (совокупность всех признаков организма)
Генофонд- совокупность генов популяции, вида на данном отрезке времени (кол. Вавилова)
3.Мендель 1822-1884 г. Гибридологический метод – скрещивание организмов, отличающихся по одному или нескольким признакам.
Скрещивание чистолинейных самоопыляющихся растений гороха, отличающихся по одному, двум признакам. Получены гибриды, данные, Мендель обработал математически. Результаты сформулировал в виде законов наследственности.
Р( лат. Парентал)- родитель, Ф( филиал) потомство, ф1- гибриды первого покаления, муж. – Щит и копье марса, жен. Зеркало с ручкой- венера. : – расщепление,+-скрещивание.
Ген, отвечающий за развитие доминантного признака – А,
Рецессивного – а. Гомозиготные АА, аа. Гетерозиготные Аа
Моногибридное скрещивание – скрещивание, при котором родители различаются только по одному признаку.
Закон единообразия первого поколения.
Мендель скрестил растения гороха с желтыми семенами и зелеными – гомозиготные
Р АА ( жел ) + аа (зел)
Гаметы А а
1 Аа (жел)
Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения (Закон доминирования): при скрещивании чистых линий у всех гибридов первого поколения проявляется один признак (доминантный).
При моногибридном скрещивании гомозиготных особей, отличающихся контрастными признаками, все потомство в первом поколении единообразно как по фенотипу, так и по генотипу и несет доминантный признак одного из родителей.
2. После этого Мендель скрестил между собой гибридов первого поколения.
F 1 Аа (жел) + Аа (жел)
Гаметы А а А а
F 2 АА (ж) Аа (ж) Аа (ж) аа (зел)
Второй закон Менделя – закон расщепления признаков: гибриды первого поколения при скрещивании расщепляются в определенном числовом соотношении: особи с рецессивным проявлением признака составляют 1-4 часть от общего числа потомков.
При моногибридном скрещивании гетерозиготных родителей во втором поколении происходит расщепление по фенотипу соотношении 3:1, а по генотипу – 1:2:1.
Гипотеза (закон) чистоты гамет гласит, что при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из аллельной пары. То есть гаметы генетически чисты.
Признаки, наследуемые по законам Менделя – менделирующие (моногенно)- таблица
Анализирующее скрещивание позволяет установить гомозиготен или гетерозиготен организм по доминантному гену. Для этого скрещивают особь, генотип (АА, Аа) с особью, гомозиготной по рецессивному гену (аа). В случае гомозиготности (АА) расщепления не произойдет. В случае гетерозиготности (Аа) произойдет расщепление 1:1.
4.Дигибридное скрещивание- скрещивание, при котором родители различаются по двум признакам. Мендель скрестил растения гороха с желтыми и гладкими семенами и растений гороха с зелеными и морщинистыми семенами (чистые линии), а затем скрестил их потомcтво. В результате им было установлено, что каждая пара признаков расщепляется 3:1, т.е. независимо от другой пары признаков.
Р ААВВ (жел.глад) + аавв (зел. Морщ)
Гаметы АВ ав
F1 АаВв (жел.глад.)
F2 9 жел.гл : 3 жел.мор. :3 зел.глад. :1 зел.мор.
Третий закон Менделя – закон независимого комбинирования (наследования) признаков: расщепление по каждому признаку идет независимо от других признаков.
-Наследственные признаки передаются поколению независимо друг от друга, сочетаясь во всевозможных комбинациях. Но это происходит только в том случае, если гены, отвечающие за данные признаки, находятся в различных (негомологичных) хромосомах.
Тема 4.2. Хромосомная теория наследственности. Взаимодействие генов. Генетика пола, сцепленное с полом наследование.
План:
1. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование признаков. Генетические карты хромосом.
2. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
3. Генетическое определение пола, гомогаметный и гетерогаметный пол. Наследование признаков, сцепленных с полом.
4. Молекулярные основы наследственности.
1.Т. Морган обосновал хромосомную теорию 1910-1926г.
Положения:
1)Основными носителями материала наследственности в клетке являются хромосомы.
2) наследственный материал представлен отдельными функциональными единицами -генами.
3) в диплоидном наборе хромосом гены парные (аллельность генов).
4) гены расположены в хромосомах комплексами, образуя группы сцепления.
5) число групп сцепления соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе, каждая группа сцепления уникальна по набору генов.(30000г. в 23 хр.)
6) гены расположены в хромосомах в линейном порядке.
7) гены, относящиеся к одной группе сцепления, могут рекомбинироваться между гомологичными хромосомами в ходе кроссинговера.
8)частота кроссинговера, нарушающего сцепление между генами, зависит от расстояния между ними.
9) расстояние между генами выражается в морганидах, одна морганида соответствунт 1% кроссинговерного потомства.
Х.т. передача наследственной информации связана с хромосомами. В которых линейно, в определенной последовательности локализованы гены, которые передаются совместно, составляют группы сцепления, число которых равно гаплоидному набору хромосом.
- гены находятся в хромосомах;
-каждый ген занимает определенное место в хромосоме;
- гены в хромосоме расположены в линейном порядке;
-каждая хромосома определяет собой группу сцепления;
- число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом;
-между гомологичными хромосомами происходит обмен аллельными генами;
-расстояние между генами пропорционально кроссинговеру между ними.
Для каждого гена 2 типа наследования:
1. Сцеплено с другими генами;
2. Ген может наследоваться независимо от других генов.
Переходная группа-это неполное сцепление.
Закон Моргана: гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются преимущественно вместе.
Сцепление может нарушаться в ходе кроссинговера, приводит генетической рекомбинации.
Морган скрестил дрозофил серых с длинными крыльями и черных с короткими, = ф1 серые с длинными, у потомства провел анализирующее скрещивание. Получил :
41,5%серые с длинными,
41,5 черные с короткими,
8,5 серые с короткими,
8,5 черные с длинными.
17% рекомбинантные.
Чем дальше друг от друга расположены гены, тем чаще между ними происходит кроссинговер.
На этом явлении основано построение генетических карт.
Генетической картой хромосом называют схему взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления и расстояния между ними.
Г.к. составляют для каждой пары гомологичных хромосом
( у человека, мыши, дрозофилы, дрожжей гороха, пшеницы, томата их используют в медицине, сельском хозяйстве, микробиологии, теории эволюции, селекции, генетики).
2.Генотип- это исторически сложившаяся система взаимодействующих между собой генов
(взаимодействуют не ДНК, а продукты РНК и белки).
А) аллельные гены взаимодействуют – формы:
П. доминирование – явление, когда доминантный ген полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак.
Неполное доминирование – я., когда доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак (ночная красавица, львиный зев, ок. шерсть овец, андалуз. куры).
Кодоминирование-(независимое проявление)-я., когда в формировании признака у гетерозиготного организма участвуют оба аллеля в результате новый признак 4 гр. Крови.
Сверхдоминирование у доминантного аллеля в гетерозиготном состоянии более сильное проявления гена, чем в гомозиготном (дрозоф. Летальный ген-рец., гетерозигота жизнеспособнее, гомо).
Б) Взаимодействие неаллельных генов:
Кооперация- я., когда при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых имеет свое фенотипическое проявление, происходит формирование нового признака(гребни кур горох + роза= орех).
Комплементарность- я., когда признак развивается при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака(душистый горошек бел+бел=пурпур).
Эпистаз- явление, когда один ген(А и а) подавляет действие другого (неаллельного) гена (А и а). Ген- подавитель(супрессор) может быть доминантным или рецессивным (р. Эпистаз)(куры бел+ РЯБ=бел.)
Полимерия- я., когда несколько аллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного признака. Чем больше генов тем ярче количественный признак(цвет кожи, вес тела, удойность коров , яйценосность кур, сахаристость, урожай пшеницы и т.д.)
Плейотропия- множественное действие гена, когда один ген отвечает за развитие нескольких признаков(синдром Морфана-соед. Ткань – рост, паучьи пальцы, хрусталик, п.сердце? 1:10000,Линкольн,Паганини,де Голь, рыжие- бел. Кожа, красные стебли у крас цветов).
Множественный аллелизм-я., существования более двух альтернативных аллельных генов, имеющих различные проявления в фенотипе( кролики черный доминирует, шиншилловый и гималайский над альбиносом, шинш+гимал= агути (сер)
Пенетрантность – это частота фенотипического проявления среди его носителей (атеросклероз пенетрантен 40%(экспрессивность- степень выраженности) влияют другие гены и внешняя среда).
3.Хромосомы, одинаковые у обоих полов – аутосомы(не отличаются у самок и самцов).
Половые хромосомы – это хромосомы, отличающиеся по набору и строению генов у самок и самцов.
У самок млек. Половые хромосомы одинаковые – гомогаметные (субметациклические), у самцов различны – гетерогаметны (акроциклическая У)
Типы хромосомного определения пола:
1.ж.ХХ, м. ХУ- млекопитающие, черви, ракообразные, большинство насекомых, пауки, большинство земноводных, некоторые рыбы.
2.ж.ХУ, м. ХХ- птицы, пресмыкающиеся, некоторые земноводные и рыбы. Чешуекрылые( бабочки).
3.ж.ХХ, м.Х0- прямокрылые (кузнечики, клопы)
4.ж.Х0, м.ХХ- равнокрылые
5. гапло-диплоидный тип (ж.2п, м.п) пчелы и муравьи, самцы п. партеногенез, самки из 2п.
У человека в момент оплодотворения определяется развитие первичных половых признаков. Дифференцировка зачаточных половых органов начинается на 6 неделе. У –доминантна в коротком плече ген детерминирующий пол (ХХУ, ХХХУ). В У ген тестостерон в семенниках, но нужен еще ген – белок рецептор Х– проникновение тестостерона в ткани мишени – вторичные половые признаки. Если мутация, то организм не воспринимает тестостерон и развитие идет по женскому типу (ж. фенотип, а кариотип ХУ)- синдром Мориса (1:65000) 1% выдающихся спортсменок, Жанна д,Арк.(нет детей). Х- функционирует, Х- тельце Барра (половой хроматин).
2.Наследование признаков в аутосомах происходит независимо. Если гены находятся в половых хромосомах, наследование протекает сцеплено с полом. Учеловека известно более 200 генов в Х хромосоме не имеют отношения к развитию пола (рец. Гемофилия , дальтонизм, мышечная дистрофия- чаще у мужчин). Если в У от отца к сыну – голандрическое (волосатость мочки уха, перепонки, ихтиоз).
Признаки ограниченные полом: бас,баритон у мужчин, у быков гены молочности молчат – производитель стада.
Признаки, зависимые от пола: степень проявления гена зависит от уровня гормонов облысение (аутосомы) у мужчин как доминантный, а у женщин как рецессивный.
Дрозофилы белоглазые самки ХаХа и красноглазые самцы ХАУ
- наследование идет перекрестно от пола к полу( от матери к сыновьям, от отца к дочерям);
- у гибридов нет единообразия 1:1.
Черепаховая окраска только у кошек, черные В в Х хромосоме, в другой Х в – рыжий. Самцы либо рыжие, либо черные.
4.Материальные основы наследственности -хромосомы с генами. Три уровня организации наследственного материала: генный, хромосомный, геномный.
-ген – материальная единица наследственности, участок хромосомы, определяющий развитие у организма одного или несколько признаков. Состоит из регуляторной зоны(промотор-ответственный за связывание с ДНК, у прокариот+/оператор), +структурный ген(полимераза)/ = оперон из экзонов(инф. О белке) и интронов (нетранслируемые), терминатор (сигнал остановки транскрипции).
Свойства: дискретен, специфичен, может усиливать признак, взаимодействовать, подавлять, мутировать и т.д.
Гены располагаются в хромосомах ( у человека от30000 до 100000 г.) наследуются закономерно (митоз, размножение).
Гены, содержащиеся в гаплоидном наборе, объединяются в геном.
Объединение геномов – кариотип (геномный уровень орг насл мат)
Ведущая роль в генетических процессах принадлежит ядру и хромосомам. Передача информации через нехромосомные (митохондрии 10% всего насл.мат частота мутаций выше в 10 раз – 100 болезней диабет, эпилепсия. Кислотный ацидоз, Паркисона, энцефаломиопатия от матери к детям, хлоропласты) ДНК (плазмиды) – цитоплазматическая (внеядерная) наследственность – материнская. Наследование не подчиняется менделеевским закономерностям, в митозе и мейозе носит случайный характер. Хромопластное наследование обнаружено у ночной красавицы, львиного зева, кипрея и т.д. – пестролистность.
ДНК сохраняется в ископаемых останках (семья Николая2)
Тема 4.3. Введение в генетику человека. Наследственные болезни человека.
План:
1. Введение в генетику человека. Наследственность человека
А. не сцепленное с полом наследование
Б. сцепленное с полом наследование.
В. Изменчивость у человека.
2. Наследственные болезни человека.
3. Методы изучения наследственности и изменчивости человека
1.Медицинская генетика изучает методы диагностики и лечения наследственных заболеваний (5000).
4-5% родившихся в каждом поколении имеют генетически обусловленные отклонения в развитии. Генетика человека изучает явлении наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности наследовании нормальных и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предетерминации и условий окружающей среды, в том числе от социальных условий жизни.
Задачей медицинской генетики является выявление и профилактика наследственных заболеваний. Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека- предмет медицинской генетики.
Изучать генетику человека сложно:
1) Нет направленных скрещиваний;
2) Нет индуцированных мутаций;
3) Позднее половое созревание;
4) Медленная смена поколений 25-30 лет;
5) Мало потомков;
6) Разные условия жизни;
7) Небольшая родословная;
8) Сложный кариотип 2п=46, групп сцеплении у женщин 23, у муж 24.
Медико-генетические консультации предназначены для прогнозирования вероятности появления наследственных болезней у детей по анализу генотипа семьи с помощью методов генетики. Консультироваться должны лица вступающие в брак (генетически неблагополучные родственники), родственники, старше 30-40 лет, работающие на вредных производствах.
Пр. Генетика групп крови -4.I ген их три А,В,О. Два первых кодоминантны друг к другу и оба доминантны по отношению к третьему. У человека по генетике 6 групп крови, а по физиологии- 4. 1- оо,2- АА, Ао, 3- ВВ, Во, 4-АВ.
Резус-фактор это белок содержащийся на эритроцитах 1940 Ландштайнер. 85% пол,15- отр. 27 генотипов -3 пары аллельных генов Сс, Дд, Ее.
Главный Дд наследуется доминантно, пол- ДД, Дд, отр- дд.
У резус отр. Женщины резус конфликт с резус положит плодом(анемия, желтуха, водянка- переливание крови отр.), при переливании крови агглютинация- анафилактический шок, бесплодие.
У человека два главных типа наследования признаков: аутосомное и сцепленное с полом.
Альтернативные признаки наследуются по доминантному и рецессивному типу, описаны промежуточное наследование и кодоминирование.
А. Аутосомно- доминантное наследование.
Этот тип наследования характеризуется равной вероятностью развития признака у обоих полов, проявляется в каждом поколении. В браках АА с АА,Аа,аа, все потомства 100% перетрантность. У Гетерозигот Аа+Аа -75%, при неполном доминировании 25%. У Аа+аа-50%.По а-д-т наследуются карие глаза, курчавые волосы, ахондрополозия, полидоктилия, язык трубочкой ит.д.
Аутосомно-рецессивное наследование. Признак проявляется только у гомозигот аа, у обоих полов, но не в каждом поколении (через) родословной, чаще при близкородственных браках (болезни). Гол глаза, гладкие волосы, фенилкетонурия, альбинизм.
Б)Х-сцепленное рецессивное наследование.
Гены расположены вХ хромосоме и не имеют аллельных генов в У. Встречаются чаще у мужчин. Дальтонизм у мужчин 6%, женщины 0,5%, гемофилия (перекрестная передача между полами, жен носители, а муж. Через поколение).
Х-сцепленное доминантное наследование. Часто проявляются признаки у женщин (Х от матери и Х от отца) рахит.
У – сцепленное наследование, передача признаков по мужской линии. При полной пенетрантности гена у всех сыновей –признак (перепонки между пальцами, волосатость ушной раковины).
Цитоплазматическая наледственность. Кроме ядерной есть цит. Нас. (раздвоенный позвоночник).
В) Модификационная изменчивость – от условий жизни (реализуется нас информация в пределах нормы реакции).
Способность к трудовой деятельности, интеллект, моральные качества проявляются при воспитании, обучении, освоения трудового и интеллектуального наследия человечества. ЗОЖ.
Мутационная изменчивость. Частота генных мутаций 10-4, 10-6 за поколение. Общее число генов пр =3. 10-4, то при средней частоте мутирования отдельного гена 10-5 на поколение, в каждом гаплоидном наборе генов лиц одного
поколения 3-4 новые мутации.
Генные, хромосомные и геномные мутации проявляются у человека в виде патологии (заболеваний). От 20%-40% самопроизвольных выкидышей, 6% мертворожденных- грубые мутации( от мутагенных факторов).
Антимутагенными свойствами при радиации – тиоловый ряд(цистеин и его производные), серосодержащие соединения (аммония дитиокарбид, тиомочевина, диметилсульфоксид), соединения с фарм и токсикол (триптофан, гистами,серотонин) и др. Универсальные антимутагены цистеин, цистамин, глутатион, серотонин, спермин и др. Предшественники нуклеиновых кислот, витамины.
Комбинативная изменчивость- полиморфизм человеческих популяций- много генов, 23 группы сцепления. Давыденков С.Н. в 30 г. – Полиморфизм наследственных болезней из- за генетической гетерогенности, первое медико- генетическое консультирование.
2.Зарегистрированно около3,5 тыс. наследственных болезней человека.
По данным всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно регистрируется в среднем три заболевания. Болезней, не имеющих никакого отношения к наследственности практически не существует. Течение заболеваний зависит от наследственных иммунологических, физиологических, поведенческих и психических особенностей индивидуума. 4% новорожденных несут серьезные генетические дефекты.
Наследственную патологию делят на 5 групп:
1)генные болезни;
2)хромосомные болезни;
3) болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакторальные);
4)генетические болезни соматических клеток;
5)болезни генетической несовместимости матери и плода.
В зависимости от повреждении наследственного материала различают генные, хромосомные и геномные мутации
1)Генные болезни- мутации на генном уровне (3тыс. гемофилия, альбинизм, фенилкетонурия, ахондрополозия, анемия, муковисцедоз).
Генные мутации могут затрагивать разные локусы одного и того же гена, одно и то же заболевание – несколько клинических вариантов (120 мутаций гемоглобина).
Различают генные болезни систем органов и обмена веществ. Мутации половых клеток проявляются у следующего поколения, м. соматических клеток не передаются, чем раньше возникли в онтогенезе, тем больше клеток ее унаследует (опухоли, родинки, различная пигментация радужки).
2).Хромосомные болезни обусловлены изменением структуры и числа хромосом, клинически характеризуется множественными пороками развития.
Все типы хромосомных перестроек (делеция, дупликация, инверсия, транслокация) обнаружены у человека.
Делеция (укорочение 1\3) плеча 5 хромосомы- синдром кошачего крика (умственная отсталость, аномалия гортани и т.д.) Потеря участка 21- хронический мелолейкоз.
Дупликация (удвоение) участка 9 хромосомы –пороки м черепа,сердца и т.д.
Транслокация (перенос) плечо 21 на 13,14,15-синдром Дауна.
Геномные мутации: триплоидия (3п), тетраплоидия (4п), анеуплоидия (2п-+1)
трисомия по аутосомам (1-12-летальна, 13,14,15,17,18-уродства и умств.отст., три-полисомия по половым ХХХ, ХХХУ, ХХХУУУ, из моносомий ХО.
Описано хромосомных аномалий 1000. Это в основном летальные и полулетальные мутации (выкидыши).
Более 100 хромосомных болезней можно встретить в постэмбриональном периоде.
Причины геномных мутаций- нерасхождение хромосом при мейозе.
-Синдромы трисомии: Синдром трисомии ХХХ (1959) 1,4:1000-пограничное между нормой и паталогией, внешне мало отклонений (2 тельца Барра,1961-ХХХХ_3 Барра) у некоторых -недоразвитие вторичных половых признаков, нерегулярность менструаций, бесплодие и ранний климакс, небольшая степень умственной отсталости(шизофрения%)
Синдром Клайнфельтера (1942)-ХХУ-47;ХХХУ-48;ХХХХУ-49. Три и полисомия У при моносомии поХ(47-ХУУ; ;48-ХУУУ). Полисомия по Х и У (48-ХХУУ;49-ХХХУУ)- развивается мужской фенотип, уменьшение семенников-нарушение функции (+бесплодие) обнаруживается в период полового созревания(узкие плечи, широкий таз, отложение жира и оволосение по женскому типу. При полисомии У высокий рост -12 см. Сидром Шерешевского (1925)- Тернера (1938)- моносомия Хо-45 хромосом(1:3000) Женский фенотип – отсутствуют гонады, задержка роста и полового развития(бесплодие). Короткие ноги, старение, короткая шея, складки сфинкса- птеригиум, широкая грудная клетка и т.д.
Болезнь Дауна (трисомия по 21) француз Экскироль 1838,1866 Ленгрон Даун – особая форма идиотии с аномалиями развития(1959). Похожи, малый рост, маленькая голова, плоский затылок, своеобразной лицо- (косой разрез глаз. Короткий с плоской переносицей нос, полуоткрытый рот, толстый язык), короткие пальцы, мизинцы искривлены, мышечный тонус снижен, вялые, умственная отсталость (1:650)
3. Генеалогический метод (м родословных)- изучение наследования какого либо признака у человека в ряде поколений. Позволяет определить тип наследования прогнозировать вероятность передачи потомкам наследственных заболеваний. Доказано наследование некоторых форм сахарного диабета. Шизофрении.Близнецовый метод- изучение проявления признаков у однояйцовых близнецов. Позволяет определить роль внешней среды в формировании фенотипа. Подтверждена наследственная обусловленность гемофилии, сахарного диабета, шизофрении. Предрасположенность к туберкулезу, ревматизму. Корь, скарлатина и др.- инфекционные.Цитогенетический метод – изучение количества, формы, и размеров хромосом. Позволяет обнаружить хромосомные и геномные мутации. Изучает мутагенные факторы. Околоплодная жидкость. Биохимический –изучение наследственно обусловленных нарушений обмена веществ. Позволяет обнаружить по крови и моче генные мутации. Фенилкетонурия.
Популяционно-статистический метод- изучение частоты встречаемости генов и генотипов в популяциях. Дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций. С помощью этих методов изучено 2000 признаков.
Тема 4.4
Генотипическая изменчивость. Модификационная изменчивость.
План:
1.Генотипическая изменчивость:
А.мутационная изменчивость. Мутации: генные хромосомные геномные. Свойства, причины, мутагенные факторы, роль мутаций. Закон гомологических рядов.
Б. комбинативная изменчивость, значение.
2. Фенотипическая изменчивость. Роль условий внешней среды. Статистические закономерности модификационной изменчивости; вариационный ряд, кривая и норма реакции.
1.Изменчивость- способность организмов приобретать новые признаки.
Это приводит к разнообразию. Изменения фенотипа могут быть связаны либо с влиянием среды на экспрессию генов, либо с изменениями самого генетического материала.
Различают ненаследственную (модификационную) изменчивость и наследственную(генотипическую) изменчивость.
Генотипическая изменчивость- это следствие изменения в самой структуре генетического аппарата:
- затрагивает генотип;
- передается по наследству;
- носит случайный характер.
Н.и бывает комбинативная и мутационная.
А) М.и возникает в результате мутаций (Гуго де Фриз 1901-3 м.т.).
Мутации- качественные или количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям их генотипа.
Свойства мутаций:
- внезапные скачкообразные изменения в наследственности;
-стойкие изменения наследственного материала (по наследству);
-качественные (дискретные) изменения;
-ненаправленные изменения (случайны);
-могут быть полезными (редко), вредными (большинство), нейтральными;
-могут повторятся;
Классификация мутаций:
По причинам:
Спонтанные(редко) и индуцированные (мутагенные ф).
По месту возникновения:
Генеративные- половые клетки; соматические- в клетках тела(вегет раз).
По проявлению в гетерозиготе:
доминантные и рецессивные (чаще).
По локализации в клетке:
ядерные и цитоплазматические;
По изменению фенотипа:
морфологические, биохимические, физиологические и др.
Влияние на жизнеспособность:
Летальные- зародыш гибнет;
Полулетальные- не доживает до репродуктивного периода;
Условно летальные- могут не проявиться – от условий;
Стерильные- плодовитость;
Нейтральные – распространенные.
По изменению генотипа:
а) генные; б) хромосомные; в) геномные.
Генные (точковые) мутации -изменение нуклеоидной последовательности ДНК одного гена.(серповидная анемия аллель) 2 механизма: замена одного нуклеотида на другой и выпадение или вставка одного из них (хуже).
Происходит изменение в транскрипции РНК и синтезе белков, что обуславливает появлении новых или измененных признаков.
Хромосомные мутации (аберрации)– перемещение участков хромосом (разрывы).
Нарушают существующие группы сцепления генов, возникают новые группы.
Типы перестроек:
- нехватки (дефишеси)- потеря концевых участков хр.
- делеции- выпадение участка х в средней части;
- дупликации- повторение набора генов;
- инверсии- поворот участка на 180 о;
- транслокации- обмен участков между негомологичными хромасомами;
- транспозиция- перемещение участка внутри одной хромосомы.
Дупликация участка в Х у дрозофилы уменьшает размер глаз. Дифишенси в 5- синдром кошачего крика – паталогии.
Геномные мутации – изменение числа хромосом.
Полиплоидия – увеличение числа хромосом кратное гаплоидному набору (3п, 4п тетраплоидия). Урастений,
редко у животных (черви, жуки. Раки, рыбы и тд.- гермафродиты).
12,24,36.48.60,72,96,108,144- представители рода Паслен.
Пшеница род – 14,28,42.
1\3 растений полиплоиды – урожайность, живучи.
Причины не расхождение хромосом в мейозе и митоз.
Гетероплоидия (анеуплоидия)- изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору(2п-1-моносомия; 2п+1- трисомия.полисомия).
Причина не расхождение отдельных гомологичных хромосом при гаметогенезе ( паталогия. Выкидыши).
Мутагенные факторы:
Физические- ионизирующая радиация, УФО, Т – высокая и низкая.
Химические- кислоты, щелочи, перекиси, соли металлов. Альдегиды, формальдегид, пестициды. Колхицин и др. Лекарства – цитостатики, нитрозомочевина. Этиленимин и т.д.
Биологические- вирусы ( черная оспа, краснуха, корь, ветрянка. Паротит, гепатит. Краснуха, грипп и т.д.)
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. 1920г.
«Виды и роды генетически близкие(единство происхождения), характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью. Что, зная рад форм в пределах одного вида. Можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды. Тем полнее сходство в рядах изменчивости»
Врожденная глухота мышей. Сахарный диабет крыс. Катаракта у собак и т.д.
Сущность – виды и роды. Генетически близкие. Связанные друг с другом единством происхождения. Характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости
2.Комбинативная изменчивость связана с перекомбинацией генов в генотипе.
Источники:
1) независимое расхождение гомологичных хромосом во время мейоза;
2) рекомбинация генов во время кроссинговера;
3) случайная встреча гамет при оплодотворении.
Гены не меняются, новые сочетания в генотипе приводит к изменению фенотипа.
2.Модификационная изменчивость (ненаследственная или фенотипическая)- эволюционно закрепленные приспособительные реакции организма на изменение внешней среды без изменения генотипа.
- затрагивает только фенотип (генотип не изменяется);
- не передается по наследству;
- определяется условиями существования;
- часто носит приспособительный характер к условиям среды.
(свет, тепло, влага, состав почвы идр.)
Формирование признака- цепь процессов,
Ген –РНК –полипептид -фермент-
если есть вещества, энергия, условия.
Не наследуемые изменения генотипа, от воздействия среды или образа жизни – модификация.
Наследуется не сам признак , способность к развитию.
Особенности
- массовый характер изменений (загар);
- адекватность изменений (больше солнца, сильнее загар);
- кратковременность;
- адаптивность;
- ограниченность.
Норма реакции- пределы варьирования признака, ограниченные действием генотипа.(пределы модиф. Изм.- вол)
Удой 1000-2500 местные породы, 4000-6000 кг\год ценные породы
Длина шерсти у овец, у молока жирность-порода.
Широкая норма реакции повышает вероятность выживания при смене условий.
В зависимости от условий среды признак может проявиться в различной степени. Нет ухода – нет урожая.
Кролик- белая+, черная-. Примулы – красные, тепло- белые. Веснушки.
Пластичные вес, эритроциты, удой.
Непластичные -группа крови, масть, окраска цветов.
Управление доминированием:
выращивание гибридов на удобренных почвах – высокопродуктивные свойства,
ген лысости рецессивен у женщин – гетерозиготные женщины лысеют при введении муж. Пол. Гормонов.
Вариационный ряд – расположение особей в ряд по увеличению измеряемого признака.
Количественное измерение.
нельзя – запах.
Закон Кетле- часто встречаются средние варианты признака, сильные отклонения реже.
Вариационная кривая- зависимость частоты встречаемости вариант от их значения.
Отражает размах вариаций.
Это графическое выражение изменчивости признака.
Тема 4.5. Основы селекции.
План:
1) Этапы селекции. Центры происхождения культурных растений.
2) Основные методы селекция растений и животных.
1.Селекция – отбор и создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами.
Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов – это совокупность особей, созданные человеком и обладающие какими либо ценными для него качествами.
Теоретической основой селекции является генетика.
Этап примитивной селекции это отбор и сохранение продуктивных растений. (Египет – ячмень 17 тыс.лет.). Доместикация – приручение 10 тыс. неолит -5 тыс.( тарпан – лошадь Днепр 4300, кошка Египет – 5 тыс., волк –собака, муфлоны – овцы, тур – корова).Народная селекция –сорта урожайные и приспособленные. (Крымка- озимая пшеница основа сортов России и Америки, полтавка – яровая в поволжье). Промышленная селекция- капитализм (селекционные фирмы). Научная селекция-Дарвин,
селекция синтез многих наук (систематика, география растений, цитология, эмбриология,, молекулярная биология, физиология. Биохимия и т.д.)
Вавилов с 1924 до конца 30х 180 экспедиций по труднодоступным районам земли. Разработал эколого-географический принцип селекции растений. Образцов 400тыс. – исходный материал для селекции зерновых, плодовых. Овощных. Технических. Лекарственных и т.д.
Выделил 7 центров происхождения культурных растений , связаны с очагами древних культур.
1.Южноазиацкий –рис. Тросник, цитрусы. Огурец, банан -50%.
2.Восточноазиацкий – гречка, соя, слива. Вишня, груша, ябл-20%
3.Юго-западноазиатский-пшеница,горох, конопля,лен, виноград-14
4.Средиземноморский-маслина,капуста,свекла.лук,репа-11%
5.Аббисинский- кофе.ячмень, твердая пшеница, горчица
6.Центрально-американский-кукуруза, какао,тыква.хлопчатник
7.Андийский-картофель. Ананас, кокаин,хина,табак. Земляника,арахис, каучук.
2.Основные методы селекции- отбор. Гибридизация, полиплоидия. Мутагенез, клеточная и генная инженерия. В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательный и методический.
Массовый отбор – выделение из исходного материала целой группы особей с желаемыми признаками и получение от них потомства.(растения). Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства. Живот. Гибридизация- новые генотипы.
Внутривидовая – скрещивание особей одного вида.
А. Близкородственное скрещивание (инбридинг) – самоопыление – гомозиготность закрепляет свойства, но снижает жизнеспособность. У животных – депрессия.
Б. Скрещивание неродственных особей (аутбридинг)- гетерозисные гибриды. Иванов- свиньи. Мичурин.
Гетерозис (гибридная сила) – явление повышенной жизнеспособности и урожайности при скрещивании чистых линий, первое гибридное поколение более жизнеспособно и продуктивно (1,5-2 раза). Бройлер. Костромские породы 16000 кг молока местная + швицкой, овцы 115 кг= алтайская+ английская. Тигр+лев, лиса+песец.
Межвидовая гибридизация- скрещивание разных видов. Карпеченко 1924 плодовый гибрид капустно- редичный (рафанобрассика) . Ценные свойства – тритикале – гибрид пшеницы и ржи (цицин), мул – гибрид кобылы с ослом, лошак- Коня с ослицей. Гибриды бесплодны. Меринос (овца)+ архар (баран)= архаромеринос, стерлядь + белуга=бестер, норка+ хорек=хонорик, кохоск=колонок+хорек, фунотер=альбинос хорька(да Винчи) + норка.Полиплоидия- увеличение числа хромосомных наборов. Нет бесплодия межвидовых гибридов.(пшеница, картофель, овес, хлопок, табак, свекла. Земляника. Рож. Гречиха, люцерна ит.д.). Колхицин.
Мутагенез- индуцированный дает выбор признаков 1000 сортов растений, пшеница Новосибирская -67
Тема 4. 6. Биотехнология.
План:
1)Селекция микроорганизмов.
2)Биотехнология и генетическая инженерия.
3)Значение селекции.
1.Селекционные работы ведутся с микроорганизмами (прокариоты)- бактерии, актиномицеты, синезеленые, грибы (эукариоты), простейшие, микро водоросли.
Штамм- это культура микроорганизмов определенного вида, выделенная из данного источника, характеризуется признаками, отличающими ее от других культур того же вида.
Методы: мутагенез, отбор групп, клеточная и генная инженерия.
Используют в пищевой (молочной, пивоваренной, хлебопекарной, виноделии), медицинской ( лекарства –ферменты, аминокислоты, гормоны, витамины, антибиотики, интерферон), химическая (ацетон, бутанол, этанол – спирт, белки, полисахариды) промышленности (нефтяные загрязнения), сельском хозяйстве т. д.
Мутации возбудителей заболеваний – опасны.
2.Генная инженерия- методы перестройки генотипа.
Раздел молекулярной генетики, создающий новые ДНК, расшифровывыет гены, синтезирует, клонирует, встраивает в клетки растений и животных для изменения свойств.
Выделение гена- соединение в плазмиде введение в клетку – копирование гена в новом хозяине- трансгенный организм (мыши, кролики, свиньи, овцы в них гены бактерий, дрожжей, человека и т.д. растения устойчивые к насекомым).
Создается симбиоз злаков и азотфиксирующих бактерий. Кишечная палочка продуцирует инсулин. Дрожжи – фактор свертывающий кровь. Соматотропин.
Клеточная инженерия- методы выращивания клеток в питательных средах. Из растительной клетки регенирируется организм –картофель. Пшеница, ячмень, кукуруза, томат и др. культура тканей – женьшень.
Соматическая гибридизация – это слияние разных клеток в одну.
(мыши и крысы, кошки и собаки, человека и мыши). Получены картофель+томат, яблоня + вишня. Гибридомы – раковая клетка (вечная)+ лимфоцит (антитела-гибнет)= сыворотки для анализов и лечения
Биотехнология- это производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов и биологических процессов.
Объект биотехнологии – микроорганизмы (вирусы, бактерии, простейшие, дрожжи), растения, животные их клетки и органеллы. Используются физиолого-биохимические процессы в пищевой, химической, текстильной промышленности. В биореакторах в ферментах и питательной среде выращиваются из нефтепродуктов белки, ферменты, витамины, гормоны. Антибиотики. Вакцины, сыворотки. Высокоспецифичные антитела.
В перспективе очистка сточных вод, извлечение металлов уран, медь, кобольт штаммами. Эмульгируют нефть в белки, витамины В. Галакобактерии удаляют мазут с пляжей. В тяжелой промышленности бактерии для разработки отвалов марганца, цинка, хрома и др. Перспективы- Избавление от наследственных болезней, лекарства, белки, водород –топливо, электроэнергию и т.д.
3.Направления селекции:-высокая урожайность- качество (вкус,вид, лежкост,состав)
- физиологические свойства(скороспелость, зимостойкость. Устойчивость к болезням)
- интенсивный путь развития( отзывчивость на удобреня. Корм.)
Мичурин- плодово ягодные.
Лукъяненко- пшеница кавказ, аврора-100ц.- 48 сортов
Пустовойт – высокомасличный подолнечник -20 сортов
Ремесло- Иьичевка-100ц., мироновская 65-озимая
Назлумов- 52 с. сахарной свеклы
Лисицин-ржи, овса.гречиха, лен и тд
Беляев приручает пушных соболь,лиса.
Кирпичников- ропшиский карп.
Астауров полиплоиды шелкопряда
Алиханян –микроорганизмы.
Филинов и Надсон в 1925 мутанты микробов.
Гершензон- куры ленгорн.
Раздел 5 Эволюционное учение.
Тема 5.1. История развития эволюционных идей. Эволюционное учение Дарвина.
План:
1.История развития эволюционных идей в додарвинский период. Работы
А.К.Линней
Б.Ж.Б. Ламарк
В.Русские эволюционисты
2.Предпосылки возникновения учения Ч.Дарвина.
3.Учение Дарвина об искусственном и естественном отборе.
1.Биологическая эволюция (лат-разворачиваю) – процесс исторического развития природы от появления жизни на Земле до наших дней.
Теория эволюции (эВ учение) – наука, изучающая историческое развитие жизни: причины, закономерности и механизмы.
Микроэволюция- эволюционные процессы на уровне популяций, приводящие к образованию новых видов.
Макроэволюция – эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы.В основе- одинаковые принципы и механизмы.
Происхождение живых организмов, их разнообразие и приспособлении к окружающей среде интересовали людей с древних времен.
В Д гереции сформировались два взгляда на эволюцию. Идеализм (гр-идея) – учение. Утверждающее что первичным является дух, сознание, мышление, а все физические тела вторичны; Материализм (гр – вещественный) – мир материален и существует независимо от сознания.
Креацинизм (лат – творец)- идеалистические взгляды в биологии.
Изменяются ли организмы?
1. Метафизический подход – природа неизменна, целесообразно создана творцом.
2. Диалектический подход – природа единое целое, виды меняются и образуются друг от друга.
3. Эволюционизм – взгляд на живую природу, утверждающий изменение организмов под действием окружающей среды и от одних видов образуются другие.
Древний китай- Конфуций:«Жизнь возникла из одного источника путем постепенного развертывания и разветвления».
Античность и средневековье:Гераклит «Все течет, все изменяется»
Диоген: « Все вещи- результат дифферециации одной и той же вещи и подобны ей»
Аристотель: «Развитие живого из неживой материи». Средневековье- креацинизм.
К. Линней (1707-1778) верил в сотворение природы богом; предложил систему растений и животных и ввел систему двойного наименования (вид, род, отряд, класс); допускал возможность возникновения видов путем скрещивания или под влиянием окружающей среды. Описал и систематизировал более 10 тыс. видов растений и 4 тыс животных.
В 18 в. философы материалисты Вольтер, Дидро, Русо – трансформизм – изменение организмов под действием факторов среды. Бюффон- директор музея естественной истории, работали Ламарк, Сенрт- Илер, Кювье (сравнительная анатомия, тип, теория катастроф). – 37 томов «Естественная история» – материалистическое учение – отрекся.
Ламарк (1744-1829)- эволюционная теория 1809 г. (биология, биосфера). Движущей силой эволюции считал стремление к совершенству; утверждал наследование благоприобретенных признаков.
Деизм – религиозно – философское учение, считавшее первопричиной Мира Творца, который создает неживые и живые тела. Виды движения, пространство, время, но затем все они подвергаются дальнейшему развитию и превращениям по законам, установленным творцом. Градация постепенное усложнение строения организмов.
Русские эволюционисты:
А) До Дарвина – Ломоносов (природа меняется по действием естественных факторов), Радищев ( единство всех организмов, круговорот веществ -150), Вольф (теория эпигенеза –эмбр.), Каверзнев(организмы меняются от среды 1778)
В) Поддерживали Дарвинизм Тимирязев. Мечников , Ковалевский.
С) Внесли вклад в дарвинизм – Северцев, Шмальгаузен, Вавилов.
2.Предпосылки возникновения учения Дарвина (1809 -1889):
1.Социальная: развитие промышленности и необходимость создания теории селекции.
Изучил селекцию- отбор- потомство- отбор. Факторы: изменчивость(разнообразие), наследственность, искусственный отбор(бессознательный и методический- задача).Скалистый голубь, индийская курица. Предположил, что в природе – естественный о.(Смит перенаселение-конкуренция).
2.Филосовская: Кант предполагал, что возраст Земли не 5000 лет, а превышает миллионы.
3.Есттественнонаучная: успехи палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии др.
4.Геологическая: Ч. Лайель создал теорию об изменчивости строения Земли под влиянием естественных процессов.
5.Путешествие Дарвина вокруг света на корабле «Бигль» 1831-36.
Труды:-«Происхождение видов путем естественного отбора»-«Происхождение человека и половой отбор»-«Изменение домашних животных и культурных растений»
3. Дарвин показал, что у организмов встречается изменчивость. Организмы оставляют многочисленное потомство – избыточная численность (треска 10 млн., аскарида 200 тыс. в день, белена 400 тыс.). Любой вид стремится к размножению в геометрической прогрессии, но взрослых количество постоянно- выживают не все.
Борьба за существование- весь комплекс взаимоотношений организмов с условиями окружающей среды: с неживой природой и с другими организмами.
Причина – несоответствие между возможностью организмов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов.(дафния потомство-10*30-Земля, одуванчик 20 см-10 лет).
Внутривидовая борьба- борьба между особями одной популяции.(чайки, синицы. Метки-птицы, кошки, собаки, приматы)
Межвидовая- борьба между особями разных видов.(черные и серые крысы, ель).
Борьба с неблагоприятными условиями среды. (Олень- засуха, жара. Холод –обостряет) Ведет к е.о.
Естественный отбор – процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями.
Учение Дарвина:
- каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость);
- черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству (наследственность);
- особи производят большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости и начала размножения. То есть в природе существует борьба за существование;
- преимущество в борьбе за существование остается за наиболее приспособленными, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство( естественный отбор);
- именно таким образом (в результате естественного отбора) происходило постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение видов.
Факторами эволюции по Дарвину являются: наследственность, изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.
Историческая заслуга – открытие законов развития живой природы. Материалистически объяснил многообразие видов, их приспособленность и усложнение. Основа СТЭ.
Сущность:
1.Все виды существ на Земле никогда не были кем то созданы.
2.Восникнув естественным путем, медленно и постепенно преобразовывались в соответствии с окружающими условиями.
3.В основе преобразования видов лежат такие свойства. Как изменчивость и наследственность, а так же происходящий в природе естественный отбор, осуществляющийся через борьбу за существование.
4.Результат эволюции- приспособленность организмов к среде и их многообразие.
Тема 5.2.Вид. Популяция – структурная единица вида и эволюции. Синтетическая теория эволюции.
План:
1. Вид – его критерии. Популяция. Генетические процессы в популяциях.
2. Синтетическая теория эволюции.
3. Формы естественного отбора.
4. Приспособленность организмов к среде обитания
1.Понятие вида важнейший вопрос биологии. Аристотель, Линней считал виды неизменными, Ламарк отрицал постоянные виды.
«Монотипическая» концепция – однородного единства вида:
Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область – ареал.
Вид – совокупность особей, сходных по строению и происхождению, обитающих на одной территории – ареале, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство.
«Политипическая» – вид сложная система из популяций, подвидов, рас и др.
Вид- это группа фактически или потенциально скрещивающихся природных популяций, физиологически изолированная от других подобных групп (Э.Майр)
Критерии вида (не абсолютны – совокупность)– характерные признаки и свойства:
- морфологический – сходство внешнего и внутреннего строения;
(виды – двойники шесть видов малярийных комаров анофелес. Половой деморфизм, личинки, породы).
- генетический – характерный для вида набор хромосом;
(черные крысы 38,48 хр., мутации).
- физиологический – сходство процессов жизнедеятельности, прежде всего размножения;
(ива, тополь в искуств. Плодовитое потомство).
- биохимический критерий – сходство белков, ДНК;
(98% с шимпанзе, мутации в пределах вида).
- географический – определенный ареал, занимаемый видом;
(космополиты-бактерии).
- экологический – совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид;
(лютик едкий – поля, лютик ползучий – у рек, лютик жгучий – болото, расы).
Экологическая ниша – положение вида в биоценозе и его подразделениях, включающее не только место вида в пространстве, но и его функциональную роль в сообществе и положение относительно абиотических условий существования.
Популяция – совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособлено от других совокупностей того же вида. (Иогансен 1904г.)
Вид существует в форме популяций (элементарная единица эволюции, эволюционируют не отдельные особи, а группы).
Популяция совокупность особей вида, которые
- свободно скрещиваются;
- долго живут в одном ареале;
- относительно обособлены от других популяций.
Смешиванию мешают:
-горы, реки (география);
-сроки размножения, половой аппарат (биология).
Генетическая структура популяции – соотношение в популяции различных типов и аллелей.
Совокупность генов всех особей популяции – генофонд.
Генофонды популяций имеют общие свойства.
1.Разнобразие – генотипов и аллельных вариантов генов (мутации, перекомбинации, поток генов из других популяций).
2.Генофонды неповторимы, уникальны – собственная эволюционная судьба.
3.Определенные частоты аллелей и генотипов.
4.Генетическое единство – общность генофондов, свобода скрещивания
а) полезные мутации мутации могут распространиться,
б) реагируют на изменения среды как единое целое изменением генофонда.
Генофонд характеризуют частоты аллелей и генотипов.
Закон Харди – Вайнберга: относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение.
Соблюдается если (в природе длительно не существуют такие популяции):
1.популяция велика;
2.свободное скрещивании;
3.отсутствует отбор;
4.не возникают мутации
5.нет миграции
Без изменения генофонда популяции эволюционный процесс не возможен.
Факторы, изменяющие генетическую структуру популяции:
1.Мутации – источник новых аллелей.
2.Неравная жизнеспособность особей.
3.Неслучайное скрещивание.(самооплодотворение)
4.Дрейф генов.(болезни, катастрофы)
5.Миграции.
2.Синтетическая теория эволюции (неодарвинизм) возникла в 40х, разработана на основе генетики, экологии и дарвинизма (Четвериков, Тимофеев-Рессовский, Вавилов, Шмальгаузен, Ромашов, Дубинин и др.). Хаксли «Современный синтез» 1942г.
Постулаты:
1.Материалом для эволюции служат наследственные изменения – мутации (генные). Мутационная изменчивость – поставщик материала для отбора – носит случайный и ненаправленный характер.
2.Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.
3.Наименьшей эволюционной единицей является популяция.
4.Эволюция носит чаще дивергентный характер, т.е. один таксон может стать предком нескольких таксонов.
5.Эволюция носит постепенный и длительный характер.
6.Вид состоит из соподчиненных подвидов и популяций.
7.Вид существует как целостное и замкнутое образование.
8.Основным критерием вида является репродуктивная изоляция, он не применим к формам без полового процесса (прокариоты)
9.Макроэволюция на уровне выше вида (род, семейство, отряд, класс и др.) идет путем микроэволюции, те же движущие силы (мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны, дрейф генов, изоляция, естественный отбор(избирательное воспроизводство генотипов).
10.Эволюция имеет ненаправленный характер, т.е. не идет в направлении какой либо конечной цели
Основные положения:
1.Уровнем организации живого, где идет эволюция – ед.популяция.
2.Элементарным эволюционным явлением – стойкое изменение генофондов популяций для приспособленности к среде, новым условиям.
3.Материал для эволюции – мутация (генная).
4.На частоту мутаций влияют факторы эволюции:
- интенсивность мутационного процесса;
- колебания численности;
- дрейф генов;
- перекомбинация генов;
- изоляция;
- естественный отбор.
3. Естественный – процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными для популяции свойствами.
Е.о. – это процесс выборочного воспроизводства генотипов
(цветы-насекомые. Пчела гибнет ужалив).
Стабилизирующий отбор – направлен на сохранение мутаций, ведущих к меньшей изменчивости средней величины признака (гаттерия, латимерия). Воробьи.
Движущий отбор – направлен на сохранение мутаций, изменяющих среднюю величину признака (березовая пяденица, бескрылые островные насекомые. Микроорганизмы и антибиотики, грызуны и ядохимикаты).
Разрывающий (дизруптивный) отбор направлен на сохранение мутаций, ведущих к наибольшему отклонению от среднего признака в нескольких направлениях ( полиморфизм, океанические острова –насекомые либо с большими крыльями ,либо без них).
Дарвин выделял половой (движущий)- соперничество за спаривание (половой деморфизм – рога, оперение – паразиты).
4.Приспособленность орг. – относительная целесообразность строения функций организма, является результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных к данным условиям существования. У животных приспособленность может изменять:
Строение тела: маскировка (лист, камень), мимикрия- сходство защищенных с незащищенными (осовидные мухи). Инстинкты (половые, строительные, миграционные). Окраска: покровительственная (рябчик, глухарь), предостерегающая (божья коровка). Плодовитость (треска -4млн., коклюшка 150 – гнездо). У растений: устойчивость к холодам – сахар, быстрое развитие полярных растений, пчела к цветку- хоботок.
Тема 5.3. Микроэволюция. Видообразование.
План:
1)Микроэволюция.
2) Видообразование, географическое и экологическое. Эволюционная роль мутаций.
1. Микроэволюция- процессы, протекающие в популяциях и приводящие к образованию новых видов.
Основные элементарные эволюционные факторы: Наследственная изменчивость (мутационная). Популяционные волны. Изоляция. Естественный отбор
1.Мутационный процесс- новые аллели (А-а), или изменение гена (А-С). М – элементарный эволюционный материал для естественного отбора. Рецессивные мутации у гетерозигот- скрытый резерв изменчивости, используемый при смене условий существования.
У человека частота мутаций от 1\ 100000 до 1\1000000 на 1 локус на 1 поколение, из 1 млн людей мутация данного локуса произойдет у одного человека в 1 поколении. За жизнь добавляется 3-5, генотипы всех людей 3-5 летальных в Аа.
Комбинативная изменчивость – новые комбинации генов (перекрест хромосом, мейоз,оплодотварение).
2.Популяционные волны (волны жизни, численности) – периодические и непериодические колебания численности популяций.
Периодические абиотические. – причины: сезонные колебания температур, влажности. Непериодические.- катастрофы, засухи, наводнения, морозы, заселение новых территорий.
Биотические – хищники, паразиты, инфекции. Заболевания, конкуренция и др.
При росте разобщенные популяции могут слиться в одну (миграции) – разные генотипы.
При снижении численности – расчленение на популяции, редкие аллели могут исчезнуть, другие возрасти (дрейф генов – случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях).
Популяционные волны – поставщик эволюционного материала.
3.Изоляция – препятствия для свободного скрещивания (панмиксии). Прекращается обмен генами, генофонды изменяясь превращаются в разные виды.
Пространственная изоляция – горы, пустыни, реки, автомагистрали и др.(география).
Биологическая изоляция (невозможность спаривания и оплодотворения)
экологическая (местообитания, сутки, размножение в разные сроки),
поведенческая (ритуалы ухаживания),
морфофункциональная (различия в органах размножения),
генетическая (мутации).
изоляция – усиливает генетические различия между популяциями – независимая эволюционная судьба.
3фактора эволюции изменяющие генотип – ненаправленные.
4.Естественный отбор (3вида) – направленный фактор, процесс выборочного воспроизводства генотипов.
Это процесс, при котором особи, имеющие полезные в данной среде признаки, преимущественно размножаются, а значит передают свои гены потомству. Полезные признаки накапливаются в генофонде, популяция переходит в новое качество – эволюционирует. Если изменения приводят к утрате скрещивания с другими популяциями – новый вид – микроэволюция.
2.Завершающий этап микроэволюции – образование из изолированных популяций новых видов.
2 типа видообразования: аллопатрическое и симпатрическое.
Аллопатрическое (географическое) видообразование (долго)– пространственная изоляция.
Происходит в результате миграции за пределы ареала (даурская листвнница, скороспелый мак).
Расчленение ареала на фрагменты преградами (реки, горы, Байкал, ландыш 5 рас, синица большая евр, южно-, восточноазиацкая.).
Нарушение панмиксии, разобщение генофондов- генетическая изоляция.
Симпатрическое (быстро)видообразование (Вместе на одной территории, биологическая(репродуктивная) изоляция) – возникновение нового вида внутри ареала путем мгновенного возникновения генетической изоляции.
Изменение кариотипа в результате геномных или хромосомных мутаций
1.полиплоидия – табак 12,24,28,72, хризантема 9-90, картофель,
2.гибридизация 1\3 цветковых, рябино-кизильник, слива и т. д.
3.хромосомные перестройки- фрагментация, слияние хромосом.
Экологическое видообразование погремок большой, форель в озере Севан – сезонная изоляция (озимая и яровая расы)
Тема 5.4. Макроэволюция.
План:
1.) Макроэволюция. Главные направления эволюционного процесса
А. био. Прогресс
Б. био. регресс.
2) Пути достижения биологического прогресса.
3)Основные закономерности эволюции: дивергенция ,конвергенция, параллелизм. Результаты эволюции.
1.Макроэволюция – эволюция надвидовых таксонов (родов, семейств, отрядов, классов), в результате образуются более крупные систематические группы.
Процесс идет по тем же механизмам, что и микроэволюция т.к. образование надвидовых таксонов начинается с видообразования.
Но так же это изменение зародышей из- за «мутационных взрывов»- сальтация (макрогенез).
Северцев – филэмбриогенез –эмбриональные изменения отражающиеся на взрослых особях имеющих эволюционное значение.
Главные направления эволюции (Северцов, Шмальгаузен):
Био прогресс
-увеличение численности,
-расширение ареала вида,
-разнообразие – новые популяции, подвиды
(костистые рыбы, насекомые, цветки, нематоды, заяц русак).
Био регресс
- снижения числа,
- сужение ареала.
- уменьшение видов, подвидов, популяций.
(хвощи, плауны, бобр, зубр) Деятельность человека.
2.Главные пути эволюции:
Ароморфоз (арогенез)- крупные эволюционные изменения, ведущие к подъему уровня био организации, увеличению интенсивности процессов жизнедеятельности.
Ведет к био.прогрессу, повышается выживаемость, новые ареалы, типы и классы.
- половой процесс
-фотосинтез
- многоклеточность
- млекопитающие- шерсть,Т, живорождение и др.
Идиоадаптация (аллогенез) – мелкие изменения организмов, способствующие приспособлению к определенным условиям среды, без подъема уровня био организации.
Возникают- роды, виды, отряды (цветок – ароморфоз, кол-во лепестков, окраска –идеоадаптация, камбала)
Дегенерация (катагенез)- эВ изменения, ведущие к упрощению организации.
Сидячий, паразитический о.ж.(павилика, плоские черви).
3.Основные закономерности эволюции. Процессы:
Дивергенция – расхождение признаков в ходе эволюции у родственных групп, развивающихся в разнородных условиях. Вьюрки.
Делит вид на популяции, род на виды и т.д. – разнообразие.
Гомологичные органы – единое происхождение независимо от функции (конечности позвоночных).
Конвергенция – схождение признаков в ходе эволюции у неродственных групп, развивающихся в схожих условиях (ихтиозавры, акулы, дельфины).
Аналогичные органы – выполняют одинаковые функции, но различные по происхождению (конечности крота и медведки, бабочка и птица).
Параллелизм – форма конвергентного развития, свойственная генетически близким группам (ласты киты и котики, саблезубость кошачих).
Правила эволюции:
- необратимости эволюции (киты);
-чередование главных направлений эволюции (ступени ароморфоз- идеоадаптация(дегенерация).
Результаты эволюции:
-Органическая целесообразность – совершенствование приспособленности(окраска, мимикрия).
-Многообразие видов (усложняет взаимоотношения, преимущество у высокоорганизованных от низших к высшим)
-Постепенное усложнение организации – прогрессивная эволюция.
Доказательства эволюции органического мира:
1.Сравнительно-анатомические. Переходные формы, рудименты, атавизмы.
2.Эмбриологические. Гаметогенез, сходство зародышей.
3.Палеонтологические. Переходные формы, филогенетические ряды. И т.д.
Раздел 6. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Тема 6.1. Гипотезы происхождения жизни.
План:
1) Первые представления о происхождении жизни Эксперименты Луи Пастера.
2) Представления о возникновении жизни на Земле.
1. В настоящее время существует несколько теорий происхождения жизни: библейская или креацинизм; теория самозарождения жизни, теория стационарного состояния, космогенная или гипотеза панспермии. Теория биопоэза.
1.Креационизм – жизнь на Земле создана творцом (Бог, высший разум, идея и др.)
2.Теория самозарождения жизни (абиогенез)- живое самопроизвольно происходит из неживого. Растения из земли, рыбы из песка, черви из навоза, мыши из грязного белья. Парацельс 15 век синтез гомункулюса. Витализм – в неживой предмет можно вдохнуть жизнь.(жизненную силу).
Реди Франческо 1668 – опыт отвергающий самозарождение жизни.
- в четырех открытых сосудах с мясом завелись мухи.
- в четырех сосудах с мясом, закрытых марлей, мухи не завелись.
Тереховский 1775 –прокипятил бульон в запаянной колбе – нет гниения. Вывод – для самозарождения нужен свежий воздух.
Л.Пастер 1860 г. Использовал колбу с S образным горлом (Баляр профессор химии- бром).Микробы оседали в колене горла и бульон стерильный, колено омывали бульоном и он загнивал. Вклад в науку Пастера: методы стерилизации; учение об асептике и антисептике; консервная промышленность.
3.Теория стационарного состояния- Земля и жизнь существовали вечно. Виды лишь изменяются по численности и вымирают.
4.Космогенная теория (гипотеза панспермии) – жизнь на Земле имеет космическое происхождение ( метеориты, НЛО). С космической пылью переносятся зародыши жизни, а там она откуда взялась? Экзобиология изучает инопланетную жизнь.
5. Теория биопоэза – жизнь возникла в процессе эволюции Земли, живое возникло из неживого при определенных благоприятных условиях.
2.Биопоэз- совокупность планетарной(геологической), химической(абиотической) и биологической (биотической) эволюции.
При соответствующих условиях этот процесс возможен на любой планете. Примерно одна звезда из миллиона может иметь планету с пригодными условиями космическими и планетарными:
- размер планеты;
-расстояние от солнца;
- круговая орбита;
- постоянство излучения звезды;
- физико- химические условия: жидкая вода, химический состав благоприятный.
Планетарная эволюция
–Земля образовалась 4,7 млрд лет из газопылевого облака первичного космического вещества. В результате сил притяжения оно концентрировалось, разогревалось, а на поверхности остывало – земная кора.
Образование атмосферы три этапа: первичная атмосфера из легких газов – гелия, водорода, азота и паров воды; вторичная атмосфера –вулканическая деятельность –гелий, водород, азот, пары воды, углекислый газ, угарный, метан, аммиак; третичная атмосфера(с появлением зеленых)- кислород и озоновый слой.
Гидросфера образовалась при конденсация паров на остывающей земле.
Химическая ( абиотическя эволюция) – возникновение био мономеров и образование био полимеров.
Био мономеры образовались из неоганики при: +Т (вулканы, горячие источники), электро. разряды (молнии), ударные волны (метеориты),УФО, бескислородная среда.
Леб 1912 получил из смеси газов и паров воды при Т. и электричестве – аминокислоты.
Миллер, Юри 1953 в лаборатории из метана, аммиака, водорода и паров воды, Т. и электр.– молочная кислота, мочевина, аминокислоты (аспарагин, глицин, глутамин).
Павловская и Пасынский из метана, аммиака, угарного газа и паров воды Т и УФО- аминокислоты.
Гипотезы био полимеров:
Опарин(1924) – коацерватная теория – хим синтез без О2 за счет электр – аминокислоты растворялись в океане. Концентрация возрастала возникли белки, а затем коацерваты. Коацервация – это процесс самопроизвольного расслоения жидкости на фазы. Они объединялись, поглощали в-ва и образовалась липидная мембрана.
Гипотеза первичного бульона Холдейна (1929) Хим синтез за счет солнца. В бульоне появились полимеры и зачатки жизни.
Генетическая гипотеза Миллера (1929) абиогенно возникли нуклеиновые кислоты по ним синтезировались белки.1982 рнк соединяются в полинуклеотиды в мин. солях.
Биологическая эволюция (биотическая) эволюция этапы:
- возникновение первичных организмов (пробионтов);
- разнообразие пробионтов, совершенствование обмена веществ;
- появление эукариот и многоклеточности;
- освоение сред жизни;
- появление человека.
Первыми пробионтами возможно были коацерваты или микросферы Фокса (1955)
- на лаве 100 Т аминокислоты стали протеиноидом образовавшем на глиноземе микросферы ( 2 мембраны и деление – как клетка)
Эволюция пробионтов – прокариоты (анаэробы) гетеротрофы брожение – автотрофы фотосинтез.– аэробы- эукариоты (теории эндомембран и эндосимбиоза) – многоклеточные
Тема 6.2. Краткая история развития органического мира.
План
1) Краткая история развития жизни на Земле
А. архейскую эру
Б. протерозойскую эру
В. палеозойскую эру.
Г. мезозойскую эру.
Д.кайнозойскую эру.
1. Планетам солнечной системе 4,6 млрд. лет. Геологическая хронология устанавливается по наслоениям осадочных пород, которые содержат останки растение и животных.
- архей – эра начальной жизни,
- протерозой- эра первичной жизни, эон – криптозой
- палеозой – эра древней жизни, эон- фанерозой
- мезозой – эра средней жизни,
- кайнозой – эра новой жизни.
Полагают, что первыми были прокариотические гетеротрофные анаэробы-3,2 -3,4 млрд., питание анаэробное за счет брожения, обмен веществ идет медленно. Размножились, не стало хватать абиогенно созданного, орг. вещества, появился хемосинтез (бактерии), затем фотосинтез – автотрофы.
С появлением аэробов эволюция ускорилась. 1,9-2,1 млрд. эукариоты, 1 млрд половой процесс, эволюция еще быстрее. 1% О2 на 15-25 км – озоновый слой.
Жизнь вышла на сушу. 600-700 млн эукариоты стали многоклеточными- быстрее. 580- скелеты, сложилась система продуценты- консументы, кислородно- углеродный круговорот в-в- протерозой.
В кембрий палеозоя- эволюционный взрыв – все известные типы животных (докембрий 7\8 истории земли) после кембрия эра явной жизни(фанерозой). Начался выход на сушу бактерий, затем грибов и низших растений – псилофиты – высшие растения. Первые сухопутные членистоногие, произошли от ракоскорпионов. В море появляются рыбы, а затем амфибии. Как похолодало рептилии – эра динозавров, затем зверозубые дали млекопитающих, похолодало, вымерли динозавры? В кайнозое млекопитающие и птицы распространились. Эволюция растений шла от споровых (мхи, папоротники, плауны) к семенным папоротникам и голосеменным (карбон), в меловом периоде появились цветковые.
Классифицировано 500 тыс. видов растений и 2 млн. животных (1,5 членистоногие – неизвестных насекомых 6 млн.)
1.Архей 3,5 млрд. Зарождение жизни. Появление прокариот. Господство сине-зеленых и бактерий. Появление зеленых водорослей.
2.Протерозой 2,5 млрд. Господство зеленых водорослей, одноклеточные. Появление многоклеточных: губок, кишечнополостных, членистоногих, иглокожих и др.
3.Палеозой 570 млн.
1.Кембрий 570. Все типы беспозвоночных
(трилобиты, иглокожие). Многоклеточные водоросли.
2.Ордовик 500. Первые позвоночные – бесчелюстные, разнообразие трилобитов, моллюсков, ракообразных. Разнообразие водорослей появление высших.
3.Силур 440 Кораллы, трилобиты, появление челюстноротых рыб. Выход на сушу скорпионов и псилофитов (сосудистые растения).
4.Девон 400. Господство рыб, появление на суше амфибий. Паукообразных, насекомых. Появление лесов из плаунов и папоротников.
5.Карбон 350. Расцвет земноводных. Появление рептилий, летающих насекомых. Господство споровых лесов.
6.Пермь280. Вымирают трилобиты, появляются зверозубые пресмыкающиеся. Исчезают леса карбона, появляются голосеменные.
Мезозой 225.
1.Триас 225. Век динозавров, появление первых млекопитающих и костистых рыб. Распространение хвойных, папоротников, хвощей и плаунов.
2.Юра195. Господство динозавров и голосеменных, появление археоптерикса и головоногих.
3.Мел135.Исчезают динозавры. Появление сумчатых, плацентарных, расцвет насекомых. Костистых рыб. Голосеменные сокращаются, а покрытосеменные появляются.
Кайнозой 70 1.Палеоген (нижнетретичный)70
2.Неоген (верхнетретичный)25 Появляются отряды млекопитающих- свиньи, собаки, приматы. Господство костистые, кораллы, моллюски, членистоногие, млекопитающие и птицы, покрытосеменные.
3. Антропоген 1,5-2 .Появление человека и его господства.
Тема 6.3. Происхождение человека.
План
1) Гипотезы происхождения человека. Доказательства животного происхождения человека.
2) Эволюция человека
А. древнейшие люди
Б. древние люди
В. современные люди.
3)Свойства человека как биологического вида. Движущие силы антропогенеза. Роль труда.
4)Расы, расообразование, расизм.
1.Учение о происхождении человека встречается в библии. Аюрведа (1000 до н.э.) произошол от обезьяны 18 млн., а 4 млн. объединился в коллектив. Ламарк и Линней определили нам место среди приматов.
Тип хордовые, Класс млекопитающие, Отряд приматов, Подотряд человекообразные. Семейство люди, Род человек, Вид человек разумный.
А) рудименты- органы, утратившие в процессе эволюции первоначальное значение. Около 100 –зубы мудрости. Шейные ребра, небные складки,3 веко, волосы на коже. Слабо -мышцы ушей, пирамидальная, изменился аппендикс.
Атавизмы- появление признаков, свойственных предкам. Индифферентные- лобный шов, гипертрихоз, хвост, добавочные соски, двурогая матка. Тератологические – окостенение жаберных дуг, диафрагмальная грыжа, отверстие в перегородке сердца, шейная фистула, трехкамерное сердце, сонный ,баталлов проток и т.д.
Б) Сходство развития зародышей: жаберные щели, сердце – трубка, клоака, 1,5-3 мес хвост, большой палец ноги как у обезьян, 5 мозговых пузырей как у рыб ит.д.
В) Сходство с человекообразными обезьянами: шимпанзе, гориллы, орангутаны и гиббоны – эмоции
- забота о потомстве
- сходство строения, 4 группы крови, папиллярные узоры.
- общие паразиты, болезни
- с шимпанзе 98% сходных генов.
Отличие от чел. Обезьян.
Объем мозга 1400-1600 см, обезьяны 600, поверхность 1250 у обезьян в 3,5 раза меньше. У людей сильно развиты борозды и извилины.
Антропоморфоз: Позвоночник S, широкий таз, стопа, большой палец, челюстной аппарат легкий и т.д.
Уменьшилась скорость передвижения, затруднены роды, болезни прямохождения (бипедия): геморой, плоскостопие, варикозное расширение вен. Руки орган труда и разв.
2.В мезозое – насекомоядные плацентарные млекопитающие эволюционировали в приматов (исчезла уриказа расщепляющая мочевую кислоту – стимулирует умственную деятельность-подагра).
Парапитеки- высшие обезьяны на деревьях с них начался род человек.
Две ветви 1 гибоны и орангутаны 2. Дриопитеки (25 млн) –дали 2 ветви человек ( род гоминид) и шимпанзе и горилла (понгид).
Становление человека 4 этапа – предшественник человека(протантроп); древнейший (архантроп); древний (палеоантроп); современный (неоантроп).
Австралопитеки (протантроп)- переходная форма 9 млн- прямохождение, палки, кости, камни, стадность. Хищник 120-140 см, вес 20-55, череп 600.
Человек умелый 1,5-2 млн – примитивные орудия (роговые, кости) хищник. Череп 650-775.
Древнейшие (архантропы) Человек выпрямленный 1-2 млн. Питекантропы, синантропы 170 см, череп 800-1400 см прямохождение, стадность, огонь, шкуры, орудия, примитивная речь.
Древние люди (палеоантропы – неандертальцы) 200-400 тыс. обьем мозга 1400см, примитивные черты, позвоночник без изгибов 160 см, пещеры 50-100 чел, каннибализм, захоронения.
Новые люди (неоантропы – кроманьонцы) Воронеж, Дон 40 тыс. вытеснили за 5 тысяч лет неандертальцев.
По митохондриальной ДНК появились в Африке 150-200 тыс. На Кавказе 100 тыс, Азия 60 тыс, Европа 35.
Язык дивергировал 6000 языков. Жили родовым обществом в жилищах, одежда, наскальная живопись, религия, одомашнивание растений и животных, альтруизм и др.
3.Историческое развитие происходило под влиянием факторов биологической эволюции, но этого недостаточно, антропогенез сопровождался социальными факторами.
Биологические: 1.мутации, 2.популяционные волны, 3.дрейф генов, 4.изоляция, 5. Борьба за существование. 6.Естественный отбор.
Социальные: 1. трудовая деятельность, 2. общественный образ жизни, 3. Речь, 4.мышление, 5. Культура.
На ранних этапах эволюции преобладали биологические движущие силы, затем социальные.
Труд начался с изготовлений орудий труда, человек сознательно преобразует природу. Рука это не только орган труда ,но и его продукт. Труд увеличил сплоченность в защите, охоте и воспитании. Общий труд привел к развитию членораздельной речи.
По био законам изменилась гортань, появилась вторая сигнальная система- мир с помощью слова, это качественное отличие от животных. Речь способствует развитию мышления, ослабило действие био факторов.
Пища разнообразная ( вегетарианство- хищник – канн.–огонь). Альтруизм (скотоводство)
Способность к мышлению не передается – этому учатся (Маугли).
Сигнальная наследственность – передача опыта (знания, духовные ценности) следующим поколениям.
В современном обществе исключена внутривидовая борьба за существование, естественный отбор утратил свое ведущее значение – стабилизирующий. Популяционные волны только в малонаселенных районах. Нарушение изоляционных барьеров ведет к полиморфизму. Мутации изменяют генофонд, могут накапливаться вредные, которые влияют на жизнеспособность. Охрана окружающей среды от мутагенов.
4.Раса – исторически сложившаяся большая популяция индивидов, у которых значительная часть генов общая и которую можно отличить от других рас по общему для нее генофонду.
Раса – исторически сложившаяся группа людей, характеризующаяся общностью наследственных физических особенностей.
3 расы- один вид:
- экваториальная (негроидная- австралоидная- черная)
- евразийская (европеидная- белая)
- азиатско- американская ( монголоидная – желтая)
Каждая делится на малые расы и смешанные. Различия:
- Цвет кожи, волос, глаз, форма носа, губ, разрез глаз, пропорции тела – приспособления к разным условиям среды.
Биологическое единство рас:
1) Плодовитое потомство;
2) равноценность в биологическом и психическом отношении;
3) Наличие переходных рас;
4) На втором пальце кожные узоры типа дуг (у обезьян на пятом), одинаковый характер расположения волос на голове и др.
Теория моноцентризма – человек возник в одном месте за тысячи километров, расселился.
Расовые теории – антинаучные теории о превосходстве одних рас над другими.
Расистская гипотеза – полифелии (полицентризма) – каждая раса имеет своего предка – расы неравноценны. Высшие- нисшие.
Социал – дарвинизм объясняет причины исторического развития общества биологическими законами борьбы за существование естественным отбором. Капитализм- следствие биологического неравенства людей.
Современный человек – тупиковая ветвь эволюции.
Половой отбор – «любовь с первого взгляда», «социальная любовь».