Генетика: наследственность и изменчивость

1.

Генетика — наука о наследственности и
изменчивости.
Разработано Freepik

2.

Уильям Бетсон.
Уильям Бетсон
(1861 – 1926).
Ввел в научный оборот ключевые
термины.
В 1906 году он предложил название
новой науке — «генетика».
Также он ввел понятия «гомозигота» и
«гетерозигота».
Его работы способствовали признанию
и развитию законов Менделя.

3.

Генетика.
• Генетика — это наука, изучающая два фундаментальных свойства живых организмов.
• Она исследует закономерности наследственности и изменчивости.
• Наследственность обеспечивает преемственность признаков между поколениями.
• Изменчивость создает разнообразие признаков, необходимое для эволюции.

4.

Наследственность.
• Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности
потомкам.
• Эта информация хранится в молекулах ДНК в виде генетического кода.
• Благодаря наследственности сохраняется видовая специфичность и сходство родителей
и детей.
• Она обеспечивает непрерывность жизни на Земле.

5.

Изменчивость.
• Изменчивость — свойство, противоположное наследственности, способность
приобретать новые признаки.
• Она приводит к различиям между особями одного вида.
• Различают наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую)
изменчивость.
• Изменчивость является материалом для естественного отбора.

6.

Первый этап развития генетики (донаучный).
• Этот этап охватывал тысячелетия практической деятельности человека.
• Он включал эмпирическую селекцию растений и животных без понимания механизмов.
• Люди отбирали для размножения особей с полезными хозяйственными признаками.
• Теоретической основы для объяснения наблюдаемых закономерностей еще не
существовало.

7.

Грегор Мендель.
Грегор Мендель
(1822-1884).
• Августинский монах, основоположник
классической генетики.
• В 1865 году сформулировал законы
наследственности, проводя опыты с горохом.
• Для исследований применил принципиально
новый гибридологический метод.
• Его работы не получили признания при жизни,
но легли в основу всей науки.

8.

Вильгельм Иоганнсен.
Вильгельм Иоганнсен
(1857-1927).
• Датский биолог, ввел фундаментальные
понятия генетики.
• В 1909 году предложил термины «ген»
(единица наследственности), «генотип»
(набор генов) и «фенотип» (совокупность
признаков).
• Разграничил наследственную и
ненаследственную изменчивость.
• Его терминология стала общепринятой во
всем мире.

9.

Рождение генетики как науки.
• Дата рождения генетики — 1900 год.
• Три ученых независимо переоткрыли и подтвердили забытые законы Менделя: Гуго де
Фриз, Карл Корренс, Эрих Чермак-Зейзенегг.
• Это событие показало универсальность открытых закономерностей.
• С 1900 года началось стремительное развитие экспериментальной генетики.

10.

Гуго де Фриз.
Гуго де Фриз
(1848-1935).
• Нидерландский ботаник, один из
переоткрывателей законов Менделя.
• Автор мутационной теории (1901-1903).
• Доказал, что новые виды возникают не
только постепенно, но и скачкообразно —
путем мутаций.
• Его работы связали генетику с
эволюционным учением.

11.

Второй этап развития генетики (классический).
• Период с 1900-х до середины XX века.
• Центральное событие — создание хромосомной теории наследственности.
• Установлено, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке.
• Изучались закономерности сцепленного наследования и кроссинговера.

12.

Томас Хант Морган.
Томас Хант Морган
(1866-1945).
• Американский биолог, лауреат Нобелевской
премии 1933 года.
• Руководил знаменитыми экспериментами с
плодовой мушкой дрозофилой.
• Сформулировал хромосомную теорию
наследственности и закон сцепленного
наследования.
• Доказал, что гены находятся в хромосомах и
способны обмениваться участками.

13.

Третий этап развития генетики (молекулярный).
• Начался в середине XX века и продолжается сегодня.
• Главный объект изучения — молекулярные основы наследственности.
• Произошел переход от изучения хромосом к анализу структуры ДНК и генов.
• Это привело к возникновению генной инженерии и биотехнологий.

14.

Ф. Крик и Дж. Уотсон.
• Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик в 1953 году создали модель структуры ДНК.
• Они открыли двойную спираль на основе данных Розалинд Франклин и Мориса
Уилкинса.
• Эта модель объяснила механизмы хранения и передачи генетической информации.
• Их открытие положило начало молекулярной генетике и стало вехой в науке.

15.

Генная инженерия.
• Совокупность технологий для целенаправленного изменения генома организмов.
• Позволяет выделять гены, модифицировать их и переносить из одного организма в
другой.
• Применяется для создания генномодифицированных растений, производства лекарств
(инсулин), генной терапии.
• Это одно из самых практических направлений современной генетики.

16.

Методы исследования генетики.
• Генетика использует комплекс научных методов для изучения наследственности.
• Они позволяют анализировать закономерности на разных уровнях: от молекулярного до
популяционного.
• Основные методы включают гибридологический, генеалогический, цитогенетический и
другие.
• Выбор метода зависит от цели исследования и объекта изучения.
Гибридологический
метод.
Молекулярногенетический
метод.
Генеалогический
метод.
Близнецовый
метод.
Биохимический
метод.
Популяционностатистический
метод.
Цитогенетический
метод.

17.

Гибридологический метод.
• Основной метод, разработанный Грегором Менделем.
• Заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающихся
определенными признаками.
• Путем анализа потомства в нескольких поколениях устанавливают характер
наследования признаков.
• Лежит в основе изучения законов Менделя.

18.

Генеалогический метод.
• Метод изучения родословных (педгри).
• Позволяет проследить передачу определенного признака или болезни в ряду
поколений.
• Используется для определения типа наследования (доминантный, рецессивный,
сцепленный с полом).
• Имеет большое значение в медицинской генетике.
Родословная
королевы Виктория
(наследование
гемофилии).

19.

Близнецовый метод.
• Основан на сравнении монозиготных
(идентичных) и дизиготных
(разнояйцевых) близнецов.
• Позволяет оценить роль генотипа и
среды в формировании конкретного
признака.
• Если признак сильно совпадает у
монозиготных близнецов, его считают
наследственно обусловленным.
монозиготные
дизиготные

20.

Популяционно-статистический метод.
• Изучает распространение генов и генотипов в популяциях людей, растений, животных.
• Позволяет рассчитать частоту аллелей и генетическую структуру популяции.
• Использует закон Харди-Вайнберга для оценки генетического равновесия.
• Важен для антропогенетики и эволюционных исследований.

21.

Цитогенетический метод.
• Микроскопическое исследование хромосом (кариотипа).
• Позволяет выявлять хромосомные мутации (например, синдром Дауна).
• Используется для анализа числа, формы и структуры хромосом.
• Широко применяется в медицине для пренатальной диагностики.
Кариотип человека с синдромом Дауна.

22.

Биохимический метод.
• Выявляет наследственные болезни, вызванные нарушениями обмена веществ.
• Основан на анализе активности ферментов или содержания определенных веществ в
биологических жидкостях.
• Позволяет диагностировать такие заболевания, как фенилкетонурия, галактоземия.

23.

Молекулярно-генетический метод.
• Современный метод, позволяющий анализировать структуру ДНК на молекулярном уровне.
• Включает ПЦР (полимеразную цепную реакцию) и секвенирование (прочтение
последовательности нуклеотидов).
• Позволяет точно диагностировать генетические болезни, устанавливать родство,
идентифицировать личности.
• Лежит в основе самых точных генетических исследований сегодня.