История развития генетики кратко: Генетика. История развития науки — урок. Биология, 9 класс.

История развития генетики – NeoBionika.ru

 

Цель занятия — осветить историю генетики, формирования взглядов на наследственность и изменчивость, показать становление научных материалистических взглядов.

 

Рассматривая взгляды ученых древнего мира на наследственность и изменчивость организмов, необходимо обратить внимание на проблему причин сходства и появления различий. Великие мыслители древности пытались ответить на эти вопросы. Однако отсутствие специальных исследований, низкий уровень развития науки, сложность проблемы не позволяли ученым древнего мира сколько-нибудь пролить свет на проблему. Они выдвигали умозрительные построения, которые имели идеалистический характер. Так, древнегреческий философ Аристотель (384—322 гг. до н. э.), считал некую жизненную силу главной причиной индивидуального развития, формирования черт и свойств организма. Жизненная сила — это что-то нематериальное, сверхъестественное, данное свыше. Причем носителем жизненной силы Аристотель считал отца, а мать дает лишь пассивную материю, не способную к самостоятельному развитию.

Другой древнегреческий мыслитель — Демокрит высказывал материалистические, хотя и наивные умозрительные взгляды. Он считал, что мужской и женский пол в равной мере участвуют в воспроизведении потомства, родители выделяют «семя» (материальные частицы, образованные всеми частями тела организма), которое после соединения дает начало потомству. Эти недостаточно обоснованные взгляды не могли противостоять авторитетному мнению Аристотеля, которое признавалось бесспорным.

Таким образом, более двух тысяч лет назад вокруг проблемы наследственности началась борьба между разными философскими течениями. Недостаток научных знаний, чрезвычайная сложность проблемы способствовали созданию множества умозрительных построений.

Затем другой учащийся рассказывает о развитии взглядов на наследственность и изменчивость в XVII—XVIII вв., когда было распространено учение о преформации, согласно которому в оплодотворенной яйцеклетке в миниатюре имеются все части зародыша, которые лишь растут в процессе индивидуального развития.

Важно подчеркнуть, что опровержению этих взглядов способствовали работы К. Ф. Вольфа в середине XVIII в., который утверждал, что в яйцеклетке нет сформированного зародыша. Будучи анатомо-физиологом, Вольф изучал анатомию уродов и пришел к выводу, что уроды могут воспроизводить в потомстве присущие им отклонения от нормы. Следовательно, Вольф вплотную подошел к проблеме наследственности в связи с разработкой вопросов индивидуального развития. Обращается внимание на тесную связь этих проблем, зависимость исследования и разработки одной от другой.

Сообщение следующего обучающегося посвящается раскрытию связи проблемы эволюции и вопросов генетики. Для выявления причин эволюции Ж. Б. Ламарк привлек внимание ученых к вопросу о наследственности и наследовании изменений. Однако он не углублялся в сущность механизма наследственности, а ограничился выявлением причин изменчивости, которые он видел в воздействии внешних факторов.

Но уже Ч. Дарвин, основоположник учения о движущих силах эволюции, для объяснения явления   наследственности выдвинул гипотезу материальных основ наследственности, которая была далека от научной истины.

Педагог подводит итоги сделанным сообщениям учащихся и обращает их внимание на умозрительный характер всех концепций, так как для их построения не привлекался эксперимент. Подчеркивается, что генетика не могла развиваться лишь по пути теоретических построений, нужен был биологический эксперимент. Истории известны опыты, которые проводили исследователи с целью познания сущности наследственности. В основе эксперимента лежал метод скрещивания, который позволяет изучить наследование родительских свойств в потомстве.

Одно из выступлений обучающихся на данном занятии может быть посвящено периоду экспериментального исследования, который связан с именем И. Г. Кельрейтера, впервые осуществившего в XVIII в. межвидовые скрещивания для получения гибридов. Учащийся отмечает как прогрессивное явление использование эксперимента для изучения наследственности, однако обоснования наследственности были идеалистичны. Он рассматривал наследственность как некую силу, заключенную в мужском и женском началах.

Проявление свойств потомства зависит от суммирования этих начал. В объяснении результатов своих опытов он исходил из господствующих в то время взглядов на наследственность.

Учащийся рассказывает об интересных опытах, которые проводил в то время французский ученый О. Сажре. В отличие от И. Г. Кельрейтера он сравнивал потомство с исходными формами по ряду признаков, ввел в науку представление о контрастных (альтернативных) признаках, построил ряды альтернативных признаков для некоторых видов растений. В то же время О. Сажре не произвел количественный учет, не сумел применить математический метод. Исследования О. Сажре не увенчались значительными открытиями в области наследственности.

Затем учащийся переходит к описанию опытов выдающегося исследователя того времени Шарля Нодэна, который отметил единообразие гибридов первого поколения, а также расщепление признаков во втором поколении. Ш. Нодэн приводил числовые данные по расщеплению, но сколько-нибудь четких и существенных выводов из них не сделал.

В следующем сообщении учащийся останавливается на вкладе чешского ученого Грегора Менделя, в развитие учения о наследственности. Он создал учение о материальных основах наследственности, обосновал их роль в формировании признаков у потомства, сходных с родителями. Учащийся рассказывает биографию ученого, об использовании им экспериментального метода, об условиях, обеспечивающих успех исследований: удачный выбор объекта исследования (горох — самоопыляемое растение, исключается опасность перекрестного опыления, загрязнения опыта), прослеживание за формированием ограниченного числа признаков, математическая обработка итогов эксперимента. Ученик отмечает, что результаты исследования наследственности Г. Менделем не стали достоянием широкого круга ученых и лишь в 1900 г. открытые Менделем правила и закономерности были снова переоткрыты и положили начало бурному развитию генетики.

Желательно информировать учащихся о том, что и дальнейшее развитие генетики не проходило гладко. Ученые высказывали различные умозрительные гипотезы, которые в ходе исследований опровергались или уточнялись, развивались.

Так, после открытий Г. Менделя была попытка проникнуть в сущность наследственности.

В работах многих исследователей получила широкое распространение идея единиц наследственности (Ч. Дарвин эти единицы назвал гемулами, Негели — идиоплазмой и т. д.). Важно отметить, что эта идея связана с господствующим в конце XIX в. учением о жизненных единицах, из которых состоит клетка. Особенно популярным среди генетиков было учение А. Вейсмана о зародышевой плазме, в которой сосредоточены материальные частицы наследственности. Зародышевая плазма, по мнению Вейсмана, определяет развитие всех частей тела, в то время как клетки тела, факторы среды не оказывают влияния на зародышевую плазму, наследственность.

Целесообразно показать обучающимся актуальность изложенных выше противоречивых мнений ученых. Даже в XX в. вплоть до 50-х годов возникали дискуссии о существовании единиц наследственности, о влиянии на наследственность среды, Для создания у обучающихся целостной картины по истории развития генетики подводятся итоги по следующим вопросам:

• Какие взгляды на наследственность и изменчивость были распространены в древнем мире, в XVIII в. ?
• В чем заслуги Г. Менделя в разработке учения о наследственности и изменчивости?
• Как развивалась генетика в XX в.?
• Какое значение для развития генетики имели гипотезы о материальных основах наследственности?

Можно предложить учащимся, выступившим на занятии, дома оформить письменно сообщения. Подготовка письменных докладов позволит обучающимся кратко, логично изложить наиболее существенный материал темы.

ГЕНЕТИКА

Генетика как самостоятельная наука возникла в начале XX в. Ее возникновение было обусловлено вторичным открытием (1900) закономерностей наследственности, установленных в 1865 г. Грегором Менделем. Он сделал свое открытие, продолжив и углубив известные ему многочисленные работы предшественников. В статье «Грегор Мендель и его предшественники» (Гайсинович, 1985) была освещена не только история доменделевского периода и открытия             Г. Менделя, но также изложена история возникновения генетики в XX веке и первые этапы ее развития с глубокой древности.

Человечество с глубокой древности стремилось познать явления наследственности. Эти явления, прежде всего, можно было наблюдать на самом человеке и домашних животных. Однако многовековые заблуждения в отношении процессов размножения животных препятствовали раскрытию их сущности. Интенсивное развитие животноводства и племенного дела, а также растениеводства и семеноводства во второй половине XIX в. вызвало интерес к анализу явления наследственности. Ч. Дарвин в середине XIX в. собрал огромный материал о наследственности и изменчивости организмов и показал их большое значение в эволюции живой природы.

Хотя Дарвин не располагал достаточным материалом для построения теории наследственности, он сформулировал подходы к ней, выдвинув «временную теорию пангенезиса». В ней Дарвин привлек внимание к исследованию материальных носителей наследственности, которые он представлял в виде особых корпускул наследственного вещества (геммулы). По Дарвину, геммулы, отделяясь всеми клетками организма, образуют его наследственную основу, концентрируясь в воспроизводящих органах. Геммулы подвержены изменениям под влиянием внешней среды: они являются результатом и в то же время условием целостного существования и изменения организмов.

Дальнейшее развитие представление о материальных носителях наследственности получило в направлении, отличном от дарвинского. В работах Гальтона, Негели и Вейсмана стала проводиться грань между соматическими (телесными) и воспроизводящими клетками, возникла идея их автономности. Одновременно в ходе экспериментального изучения процессов митотического деления клеток была обоснована ведущая роль ядра и, в частности, хромосом в процессах наследования (Гертвиг, Бовери и др.). Вейсман, а затем другие ученые развили представление о том, что именно в хромосомах ядра клетки сосредоточены особые носители наследственности – «детерминанты», «пангены» и др.

Достижения в изучении особенностей соматических и половых клеток способствовали становлению генетики как науки. В 70-х годах позапрошлого столетия рядом исследователей-цитологов                   (Чистяков И. Д., 1874; Страсбурге Е., 1875 и др.) было открыто непрямое деление соматической клетки, названное кариокинезом (Шлейхер, 1878), или митозом (Флемминг, 1892). Ядерные элементы клетки в 1888 г. по предложению В. Вальдейера получили название «хромосом».

В. Флемминг предложил различать в цикле деления клетки три фазы: профазу, метафазу, анафазу. М. Гейденгайн в 1894 г. назвал заключительную фазу деления ядра клетки телофазой. Особенно важным моментом для развития генетики явилось открытие в конце XIX столетия постоянства числа и индивидуальности хромосом для каждого вида. Эти исследования проводили К. Рабль, Е. ВанБенеден и Т. Бовери.

Одновременно с изучением митоза соматической клетки исследовали развитие половых клеток и механизм оплодотворения у животных и растений. О. Гертвиг впервые обнаружил слияние ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки у иглокожих. Н. Н. Горожанкин в 1880–1883 гг. и Е. Страсбургер в 1884 г. нашли то же самое у растений: первый – у голосемянных, второй – у покрытосемянных.

Был установлен факт редукции числа хромосом половых клеток ровно вдвое (Ван-Бенеден, Флемминг, 1885; Бовери, 1889), а при оплодотворении – слиянии женского и мужского ядер – восстанавливается прежнее число хромосом, постоянное для каждого вида. Доказано, что в зиготе происходит объединение половинного количества материнских и отцовских хромосом.

Основоположником современной генетики является чешский ученый Грегор Мендель. Ему принадлежит заслуга открытия основных законов наследственности (1865).

Мендель доказал, что признаки и свойства организмов определяются обособленными наследственными задатками, которые могут по-разному сочетаться и перекомбинироваться. В противоположность существовавшему до него взгляду о наследственности как о чем-то слитном и неразделимом Мендель обосновал новое корпускулярное представление о наследственности: носителями наследственности являются обособленные частицы, или корпускулы, названные в дальнейшем генами. Однако работа Менделя была непонятой его современниками.

Официальным годом рождения генетики считают 1900-й, когда ботаники Г. де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга вновь установили эти законы. Однако эти ученые только «переоткрыли» закономерности наследования, открытые еще в 1865 г. Грегором Менделем и изложенные им в статье «Опыты над растительными гибридами», опубликованной в трудах общества естествоиспытателей в г. Брно (в Чехии).

Мендель установил, что при скрещивании особей, обладающих контрастными, взаимно противоположными (аллело-морфными) признаками (например, зеленой или желтой окраски семян у гороха), в первом поколении гибридов проявляются признаки одного из родителей (желтая окраска семян). Этот признак (желтый) оказывается доминантным по отношению к не проявившемуся рецессивному (зеленому), однако этот признак не исчезает бесследно и вновь появляется в потомстве гибрида. Во втором и последующих поколениях происходит расщепление признаков с частичным возвратом к исходным, родительским, при этом Менделю удалось определить точные количественные отношения признаков.

Для теории эволюции принципы Менделя имеют большое значение. Установленный Менделем закон расщепления указывал на дискретность системы наследования, связанной с вероятным существованием дискретного «наследственного фактора».

Большое значение имели исследования датского ученого В. Иоганнсена в 1902–1906 гг., предложившего термины «ген», «генотип» и «фенотип». Термином «ген» Иоганнсен предложил называть наследственный фактор, находящийся в половой клетке и самостоятельно наследующийся. Он обосновал необходимость различать понятия «генотип» (т. е. совокупность всех генов организма) и «фенотип» (совокупность признаков, развивающихся под влиянием генотипа и окружающей среды).

Гибридологический анализ, дополненный цитологическим, создал основу для появления хромосомной теории наследственности. Главная заслуга в появлении этой теории принадлежит американскому ученому Томасу Моргану. Он в 1910–1920 гг. впервые доказал, что носителями наследственных задатков (генов) являются хромосомы, и установил, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Эта концепция гена длительное время существовала в науке и обозначила новый этап в развитии генетики.

Объектом для экспериментов была выбрана быстро размножающаяся плодовая мушка дрозофила, имеющая четыре пары легко отличающихся по форме и величине хромосом. На этой основе была оформлена моргановская концепция гена.

Историю генетики обычно делят на этапы классической и молекулярной генетики. По мнению академика Н. П. Дубинина, в развитии генетики выделяют три отчетливо различающихся этапа. Первый – это эпоха классической генетики, длившаяся с 1900 до 1926 г. В это время создана теория гена и хромосомная теория наследственности. Важное значение имели также расшифровка понятий «фенотип» и «генотип», работы о взаимодействии генов, разработка генетических принципов индивидуального отбора в селекции, обоснование учения о мобилизации генетических ресурсов планеты для целей селекции.

С 1926 по 1953 г. – этап неоклассицизма в генетике. В эти годы была открыта возможность искусственного вызывания изменений в генах и хромосомах (экспериментальный мутагенез), когда независимо друг от друга Г. Дж. Меллер и Л. Дж. Стадлер открыли мутагенное действие рентгена; было обнаружено, что ген – это сложная система, дробимая на части; обоснованы принципы генетики популяций и эволюционной генетики; создана биохимическая генетика, показавшая роль генов во всех основных процессах биосинтеза в клетке и организме; доказано, что молекула ДНК является носителем наследственной информации (О. Эвери и др.).

Были заложены основы медицинской генетики. Человечество вступило в атомную эпоху, что привело к развитию радиационной генетики. Эпоха неоклассицизма в генетике была связана с получением нового фактического материала и углублением принципов классической генетики и одновременно с пересмотром ряда старых положений.

Эпоха молекулярной генетики началась в 1953 г., когда была расшифрована структура молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК (Ф. Крик, Дж. Уотсон). Однако молекулярные принципы не заменили и не вытеснили общую и частную генетику организмов, они вошли в них органичной частью. К этому времени развитие теории гена и теории мутаций, биохимической и эволюционной генетики, генетики человека и других разделов общей и частной генетики достигло новых рубежей. Их объединение с молекулярной генетикой обеспечило синтетический подход к проблеме наследственности. С этим связано и новое положение генетики в практике сельского хозяйства и медицины, для которых генетика стала непосредственной производительной силой. Биологические свойства человека становятся центральным объектом генетических исследований. Развитие генетической инженерии сулит небывалую власть человека над органическим миром (цит. по: Дубинин, 1976).

Большой вклад в развитие генетики внесли отечественные ученые. В России основоположниками различных наук, на которые разделилась генетика, были: генетики растений – Н. И. Вавилов, генетики животных – А. С. Серебровский, клинической генетики –             С. Н. Давиденков, генетики популяций – С. С. Четвериков и т.д.           Ю. А. Филипченко внес значительный вклад в генетику растений и животных. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов впервые получили искусственным путем мутации. Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, открыл центры происхождения культурных растений. С. Г. Навашин дал характеристику основных типов хромосом растений. Г. А. Левитский предложил понятие «кариотип». А. С. Серебровский и Н. П. Дубинин доказали сложное строение и дробимость гена. Г. Д. Карпеченко предложил метод преодоления бесплодия у отдаленных гибридов и получил межродовые гибриды растений. Н. П. Дубинин и                     Б. Н. Сидоров открыли особый тип эффекта положения гена.

Ю. А. Филиппенко издал первые в России учебники по генетике: «Изменчивость и эволюция» (1915), «Наследственность» (1917), основал кафедру генетики. М. Е. Лобашев после возрождения генетики в СССР (1957) издал учебник по генетике (1963, 1967). Развитие генетики животных и создание научной школы связано с именем О. А. Ивановой, написавшей первый учебник «Генетика» (1967, 1974) после августовской сессии ВАСХНИЛ (1948).

Большой вклад в развитие генетики животных в СССР внесли            Д. К. Беляев, О. А. Иванова, П. Ф. Рокицкий, Я. Л. Глембоцкий,              Б. Н. Васин, Х. Ф. Кушнир, Я. Я. Лусис, Л. К. Эрнст, В. Н. Тихонов,   Г. А. Стакан, Б. П. Завертяев, А. Ф. Яковлев, А. И. Жигачев и др. Одним из основоположников ветеринарной генетики в СНГ является В. Л. Петухов. Он же создал новую дисциплину – ветеринарную генетику (1983), издал в соавторстве (с Жигачевым А. И. и                Назаровой Г. А.) учебник по этой дисциплине (1985, 1996), организовал НИИ ветеринарной генетики и селекции (1991) и кафедру ветеринарной генетики и биотехнологии.

В настоящее время в генетике, как и в физике, выделилось много самостоятельных наук: молекулярная биология, генетика человека, растений, животных, микроорганизмов, медицинская генетика, ветеринарная генетика, популяционная генетика и т.д.

Контрольные вопросы

1. Что является предметом изучения генетики?
2. Дайте определение следующим понятиям: генетика наследственность, изменчивость.
3. Какие методы применяют в генетике для изучения законов наследственности и изменчивости?
4. Расскажите о связи генетики с другими науками.
5. Какие этапы развития генетики Вы знаете?
6. Расскажите краткую историю развития генетики.

Генетика человека | Описание, хромосомы и наследование

хромосомы

Просмотреть все СМИ

Похожие темы:

генетическое заболевание человека тело человека человеческий геном физическая антропология

Посмотреть все материалы по теме →

генетика человека

, изучение наследования признаков детьми от родителей. Наследование у человека ничем принципиальным не отличается от наследования у других организмов.

Изучение наследственности человека занимает центральное место в генетике. Большая часть этого интереса проистекает из основного желания узнать, кто такие люди и почему они такие, какие они есть. На более практическом уровне понимание человеческой наследственности имеет решающее значение для прогнозирования, диагностики и лечения заболеваний, имеющих генетический компонент. Стремление определить генетические основы здоровья человека породило область медицинской генетики. В целом, медицина уделяет особое внимание генетике человека, поэтому термины медицинская генетика и генетика человека часто считаются синонимами.

Новая эра в цитогенетике, области исследований, связанной с изучением хромосом, началась в 1956 году с открытия Джо Хин Тио и Альберта Левана, что соматические клетки человека содержат 23 пары хромосом. С тех пор эта область развивалась с поразительной быстротой и продемонстрировала, что хромосомные аберрации человека считаются основными причинами внутриутробной гибели и трагических заболеваний человека, многие из которых сопровождаются умственной отсталостью. Поскольку очертить хромосомы можно только во время митоза, необходимо исследовать материал, в котором много делящихся клеток. Обычно это можно осуществить путем культивирования клеток из крови или кожи, поскольку только клетки костного мозга (недоступные для взятия образцов, за исключением серьезных заболеваний костного мозга, таких как лейкемия) имеют достаточное количество митозов в отсутствие искусственной культуры. После выращивания клетки фиксируют на предметных стеклах, а затем окрашивают различными ДНК-специфичными красителями, которые позволяют очертить и идентифицировать хромосомы. Денверская система классификации хромосом, созданная в 1959, идентифицировали хромосомы по их длине и положению центромер. С тех пор метод был улучшен за счет использования специальных методов окрашивания, которые придают каждой хромосоме уникальные светлые и темные полосы. Эти полосы позволяют идентифицировать хромосомные области, которые дублируются, отсутствуют или перенесены на другие хромосомы.

Были изготовлены микрофотографии, показывающие кариотипы (т. е. внешний вид хромосомы) самца и самки. На типичной микрофотографии 46 хромосом человека (диплоидное число) расположены в гомологичных парах, каждая из которых состоит из одного материнского и одного отцовского потомков. Все хромосомы пронумерованы, кроме X- и Y-хромосом, которые являются половыми хромосомами. У человека, как и у всех млекопитающих, нормальная самка имеет две Х-хромосомы, а нормальный самец — одну Х-хромосому и одну Y-хромосому. Таким образом, женский пол является гомогаметным, поскольку все ее гаметы обычно имеют одну Х-хромосому. Самец является гетерогаметным, так как он производит два типа гамет — один тип, содержащий Х-хромосому, а другой — Y-хромосому. Имеются убедительные доказательства того, что Y-хромосома у человека, в отличие от хромосомы Drosophila необходим (но недостаточен) для мужского пола.

Викторина по Британике

Викторина по генетике

Оплодотворение, определение пола и дифференциация

Человеческая особь возникает в результате союза двух клеток, яйцеклетки от матери и спермы от отца. Яйцеклетки человека едва видны невооруженным глазом. Они выделяются, как правило, по одному из яичника в яйцеводы (фаллопиевы трубы), по которым проходят в матку. Оплодотворение, проникновение сперматозоида в яйцеклетку, происходит в яйцеводах. Это главное событие полового размножения, определяющее генетическую конституцию новой особи.

Определение пола человека — это генетический процесс, который в основном зависит от наличия Y-хромосомы в оплодотворенной яйцеклетке. Эта хромосома стимулирует превращение недифференцированной гонады в мужскую (яичко). Гонадное действие Y-хромосомы опосредовано геном, расположенным вблизи центромеры; этот ген кодирует производство молекулы клеточной поверхности, называемой антигеном HY. Дальнейшее развитие анатомических структур, как внутренних, так и внешних, связанных с мужественностью, контролируется гормонами, вырабатываемыми яичками. Пол человека можно рассматривать в трех различных контекстах: хромосомный пол, гонадный пол и анатомический пол. Расхождения между ними, особенно двумя последними, приводят к развитию особей с неоднозначным полом, которых часто называют гермафродитами. гомосексуальность не связан с вышеуказанными факторами, определяющими пол. Интересно, что при отсутствии мужской гонады (яичка) внутренняя и внешняя половая анатомия всегда женская, даже при отсутствии женского яичника. Самка без яичников, конечно, будет бесплодна и не испытает каких-либо изменений женского развития, обычно связанных с половым созреванием. У такой женщины часто будет синдром Тернера.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Если X- и Y-содержащие сперматозоиды производятся в равном количестве, то по простой случайности можно было бы ожидать, что соотношение полов при зачатии (оплодотворении) будет половина мальчиков и половина девочек, или 1:1. Прямое наблюдение за соотношением полов среди недавно оплодотворенных яйцеклеток человека пока невозможно, и данные о соотношении полов обычно собираются во время рождения. Почти во всех человеческих популяциях новорожденных наблюдается небольшой избыток самцов; на каждые 100 девочек рождается около 106 мальчиков. Однако на протяжении всей жизни смертность самцов несколько выше; это медленно изменяет соотношение полов до тех пор, пока в возрасте около 50 лет не будет избытка самок. Исследования показывают, что эмбрионы мужского пола подвержены относительно более высокой степени пренатальной смертности, поэтому можно ожидать, что соотношение полов при зачатии будет благоприятствовать мужчинам даже в большей степени, чем можно было бы предположить при соотношении 106:100, наблюдаемом при рождении. Твердых объяснений явного избытка мужских зачатий не установлено; возможно, что Y-содержащие сперматозоиды лучше выживают в женских половых путях, или они могут быть немного более успешными в достижении яйцеклетки для ее оплодотворения. В любом случае половые различия невелики, а статистическое ожидание для мальчика (или девочки) при любом одиночном рождении по-прежнему близко к одному из двух.

Во время беременности — девятимесячного периода между оплодотворением и рождением младенца — происходит замечательная серия изменений в развитии. В процессе митоза общее число клеток изменяется от 1 (оплодотворенная яйцеклетка) до примерно 2 × 10 ¹¹ . Кроме того, эти клетки дифференцируются на сотни различных типов со специфическими функциями (клетки печени, нервные клетки, мышечные клетки и т. д.). Множество регуляторных процессов, контролируемых как генетически, так и под влиянием окружающей среды, обеспечивают эту дифференциацию. Выяснение точного времени этих процессов остается одной из самых больших проблем биологии человека.

Генетика | История, биология, хронология и факты

хромосома

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Майкл В. Янг Джеффри С. Холл Майкл Росбаш Сванте Паабо Грегор Мендель

Похожие темы:

генетика человека евгеника генетическая эпидемиология геномика эпигеномика

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое генетика?

Генетика — это наука о наследственности в целом и о генах в частности. Генетика составляет один из центральных столпов биологии и пересекается со многими другими областями, такими как сельское хозяйство, медицина и биотехнология.

Является ли интеллект наследственным?

Интеллект – очень сложная человеческая черта, генетика которой уже некоторое время является предметом споров. Даже грубо измеренный с помощью различных когнитивных тестов, интеллект показывает сильный вклад со стороны окружающей среды.

Как проводится генетическое тестирование?

Генетическое тестирование обычно назначается только после рассмотрения истории болезни, физического осмотра и составления семейной родословной, документирующей семейные генетические заболевания . Сами генетические тесты проводятся с использованием химических, радиологических, гистопатологических и электродиагностических процедур. Генетическое тестирование может включать цитогенетический анализ для исследования хромосом, молекулярные анализы для исследования генов и ДНК или биохимические анализы для исследования ферментов, гормонов или аминокислот.

генетика изучение наследственности вообще и генов в частности. Генетика составляет один из центральных столпов биологии и пересекается со многими другими областями, такими как сельское хозяйство, медицина и биотехнология.

На заре цивилизации человечество признавало влияние наследственности и применяло ее принципы для улучшения возделываемых культур и домашних животных. Например, вавилонская табличка возрастом более 6000 лет показывает родословные лошадей и указывает на возможные унаследованные характеристики. На других старинных рисунках изображено перекрестное опыление финиковых пальм. Однако большая часть механизмов наследственности оставалась загадкой до 19 века.века, когда зародилась генетика как систематическая наука.

Генетика возникла из идентификации генов, фундаментальных единиц, ответственных за наследственность. Генетика может быть определена как изучение генов на всех уровнях, включая то, как они действуют в клетке и как они передаются от родителей к потомству. Современная генетика фокусируется на химическом веществе, из которого состоят гены, называемом дезоксирибонуклеиновой кислотой или ДНК, и на том, как оно влияет на химические реакции, составляющие жизненные процессы внутри клетки. Действие генов зависит от взаимодействия с окружающей средой. Зеленые растения, например, имеют гены, содержащие информацию, необходимую для синтеза фотосинтетического пигмента хлорофилла, который придает им зеленый цвет. Хлорофилл синтезируется в среде, содержащей свет, потому что ген хлорофилла экспрессируется только тогда, когда он взаимодействует со светом. Если растение помещают в темную среду, синтез хлорофилла прекращается, потому что ген больше не экспрессируется.

Генетика как научная дисциплина возникла из работ Грегора Менделя в середине 19 века. Мендель подозревал, что признаки наследуются как отдельные единицы, и, хотя в то время он ничего не знал о физической или химической природе генов, его единицы стали основой для развития современного понимания наследственности. Все нынешние исследования в области генетики восходят к открытию Менделем законов, управляющих наследованием признаков. Слово генетика был введен в 1905 году английским биологом Уильямом Бейтсоном, который был одним из первооткрывателей работы Менделя и стал сторонником менделевских принципов наследственности.

Викторина по Британике

Викторина по генетике

Историческая справка

Древние теории пангенеза и крови в наследственности

Хотя научные доказательства закономерностей генетической наследственности не появлялись до работы Менделя, история показывает, что человечество должно было интересоваться наследственностью задолго до зари цивилизации. Любопытство, должно быть, сначала было основано на семейных сходствах людей, таких как сходство в строении тела, голосе, походке и жестах. Такие представления сыграли важную роль в создании семейных и королевских династий. Ранние кочевые племена интересовались качествами животных, которых они пасли и одомашнивали и, несомненно, разводили избирательно. Первые населенные пункты, занимавшиеся сельским хозяйством, по-видимому, отбирали сельскохозяйственные культуры с благоприятными качествами. Древние рисунки гробниц показывают родословные по разведению скаковых лошадей, содержащие четкие изображения наследования нескольких различных физических черт у лошадей. Несмотря на этот интерес, первые зарегистрированные предположения о наследственности не существовали до времен древних греков; некоторые аспекты их идей до сих пор считаются актуальными.

Гиппократ ( ок. 460– ок. 375 до н. э.), известный как отец медицины, верил в наследование приобретенных характеристик и, чтобы объяснить это, разработал гипотезу, известную как пангенезис. Он постулировал, что все органы тела родителя испускают невидимые «семена», которые были подобны миниатюрным строительным компонентам и передавались во время полового акта, собираясь в утробе матери, чтобы сформировать ребенка.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться

Аристотель (384–322 гг. до н. э.) подчеркивал важность крови в наследственности. Он думал, что кровь снабжает генеративным материалом все части взрослого тела, и полагал, что кровь является основой для передачи этой генеративной силы следующему поколению. На самом деле он считал, что сперма мужчины — это очищенная кровь, а менструальная кровь женщины — ее эквивалент спермы. Эти мужские и женские вклады объединились в утробе матери, чтобы произвести ребенка. Кровь содержала какие-то наследственные сущности, но он считал, что ребенок будет развиваться под влиянием этих сущностей, а не строиться из самих сущностей.

Идеи Аристотеля о роли крови в деторождении, вероятно, были источником все еще распространенного представления о том, что кровь каким-то образом участвует в наследственности. Сегодня люди все еще говорят об определенных чертах как о «кровных», о «кровных линиях» и «кровных узах». Греческая модель наследственности, в которой использовалось огромное множество субстанций, отличалась от менделевской модели. Идея Менделя заключалась в том, что отчетливые различия между людьми определяются различиями в отдельных, но мощных наследственных факторах. Эти единичные наследственные факторы были идентифицированы как гены. Копии генов передаются через сперму и яйцеклетку и определяют развитие потомства. Гены также ответственны за воспроизведение отличительных черт обоих родителей, которые видны в их детях.

За два тысячелетия между жизнями Аристотеля и Менделя было зафиксировано мало новых идей о природе наследственности. В 17-м и 18-м веках была введена идея преформации. Ученые, использующие недавно разработанные микроскопы, представили, что они могут видеть миниатюрные копии человеческих существ внутри головок сперматозоидов. Французский биолог Жан-Батист Ламарк использовал идею «наследования приобретенных признаков» не как объяснение наследственности, а как модель эволюции. Он жил в то время, когда постоянство видов считалось само собой разумеющимся, однако он утверждал, что эта постоянство обнаруживается только в постоянной среде. Он сформулировал закон использования и неупотребления, который гласит, что, когда некоторые органы получают специальное развитие в результате какой-либо потребности окружающей среды, то это состояние развития является наследственным и может быть передано потомству. Он считал, что таким образом на протяжении многих поколений жирафы могли произойти от оленеподобных животных, которым приходилось постоянно вытягивать шею, чтобы дотянуться до высоких листьев на деревьях.

Британский натуралист Альфред Рассел Уоллес первоначально постулировал теорию эволюции путем естественного отбора. Однако наблюдения Чарльза Дарвина во время его кругосветного путешествия на борту HMS Beagle (1831–1836 гг.) предоставили доказательства естественного отбора и его предположения о том, что люди и животные имеют общего предка. Многие ученые в то время верили в наследственный механизм, который был версией древнегреческой идеи пангенезиса, а идеи Дарвина, казалось, не согласовывались с теорией наследственности, возникшей из экспериментов Менделя.