История генетики – биология

История развития генетики как науки

История развития генетики началась с теории эволюции, которую опубликовал в 1859 английский натуралист и путешественник Чарльз Дарвин в книге «Происхождение видов».

В 1831 году Дарвин присоединился к пятилетней научной экспедиции изучавшей окаменелости, найденные в породах свидетельствующих о животных, которые жили миллионы лет назад.

Также Дарвин отметил, что на Галапагосских островах поддерживается своя собственная разновидность зябликов, которые тесно связаны между собой, но имели незначительные различия, которые, казалось были адаптированы в соответствии с их индивидуальной средой.

По возвращении в Англию, Дарвин на протяжении следующих 20 лет предложил теорию эволюции происходящую в процессе естественного отбора.

Книга «Происхождение видов» была кульминацией этих усилий, где он утверждал, что живые существа лучше всего подходит для их среды обитания, у них больше шансов выжить, размножаться и передавать свои характеристики потомкам.

Это привело к теории о постепенном изменении видов с течением времени. Его исследования содержат некоторые истины, такие как связь между животной и человеческой эволюцией.

Книга, положившая начало истории развития генетики была крайне противоречивой на то время, так как он бросил вызов доминирующим взглядом в период, когда многие люди буквально думали, что Бог создал мир за семь дней.

Он также предположил, что люди были животные и, возможно, произошли от обезьяны. Он отметил, что через тысячи лет эволюции животные имеют свои тела приспособившись к жизни.

Если люди произошли от животных на протяжении миллионов лет, определенные врожденные качества остались и сегодня.

Наука узучающая наследственную изменчивость привела к развитию молекулярной биологии для более глубокого понимания механизмов наследственной изменчивости и науке генетика.

Начальный этап развития молекулярной биологии

Начальный этап развития молекулярной биологии принадлежит швейцарскому физиологическому химику Фридриху Мишеру который в 1869 году впервые выявил, как он назвал «нуклеиновые» ядра человеческих белых кровяных клеток, которые мы знаем сегодня, как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Первоначально Фридрих Мишер изолировал и охарактеризовал компоненты белка, белые кровяные клетки. Для этого он взял из местной хирургической клиники гной-насыщенные бинты, которые он планировал промыть перед фильтрацией белых клеток крови и выделения их различных белков.

Однако, в процессе работы наткнулся на вещество, обладающее необычными химическими свойствами в отличие от белков, с очень высоким содержанием фосфора и устойчивостью к перевариванию белка. Мишер быстро понял, что он открыл новое вещество и почувствовал важность своего открытия. Несмотря на это, потребовалось более 50 лет широкой научной общественности, чтобы оценить его работу.

Макромолекула ДНК обеспечивает хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической информации

Основные начальные этапы развития генетики

Основные этапы развития генетики начались с учения синтеза дарвинизма и механизмов эволюции живого.

В 1866 году, неизвестный монах Австрийский биолог и ботаник Грегор Мендель был первым человеком, чтобы пролить свет на пути, в котором признаки передаются из поколения в поколение.

Он пользовался не такой известностью в течение своей жизни, и его открытия во многом не принимались в научном сообществе. На самом деле, он был настолько впереди, что потребовалось три десятилетия чтобы его открытия были приняты всерьез.

Между 1856 и 1863 г. Мендель проводил опыты на растениях гороха, пытаясь скрестить и определить «истинную» линию в определенной комбинации. Он выделил семь признаков: высота растения, форма и цвет стручка, форма семян, цвет и положение цветов и окраска.

Он обнаружил, что, когда желтый горох и зеленый горошек растение было выращено вместе, их отпрыски всегда были желтыми. Однако, в следующем поколении растений, зеленый горошек вернулся в соотношении 3:1.

Мендель ввел термины рецессивный и доминантный по отношению к чертам характера, для того, чтобы объяснить этот феномен. Так, в примере, зеленый признак был рецессивным, а желтый признак был доминирующим.

В 1866 опубликовав документ Мендель описал действия «невидимых» факторов в обеспечении видных черт предсказуемо. Теперь мы знаем, что «невидимые» характерные черты гороха определены генами.

В 1900 году, через 16 лет после его смерти исследования наследственных признаков гороха Грегора Менделя наконец восприняла широкая научная общественность.

Голландский ботаник и генетик Гуго де Фриз, немецкий ботаник и генетик Карл Эрих Корренс и австриец Эрих Чермак-Зейзенегг все самостоятельно переоткрыли работы Менделя и представили результаты экспериментов по гибридизации с похожими выводами.

В Великобритании, биолог Уильям Бейтсон стал ведущим теоретиком учения Менделя и вокруг него собралась восторженная группа последователей. История развития генетики потребовала три десятилетия  чтобы в достаточной степени понять теорию Менделя и найти свое место в эволюционной теории и ввести термин: генетика как наука изучающая наследственную изменчивость.

Этические проблемы развития медицинской генетики

Этические проблемы развития медицинской генетики появились с начала 1900-х годов, когда зародилась наука евгеника (от греч. –«хороший род»).

Смысл науки евгеники во влиянии на репродуктивные качества для определенных господствующих рас людей. Наука евгеника — особенно темная глава, которая свидетельствует об отсутствии понимания относительно нового открытие в то время.

Термин «евгеника» был впервые использован около 1883 ссылаться на «науку» наследственность и воспитанность.

В 1900 году были переоткрыты теории Менделя, которые нашли регулярной статистической шаблон для характеристики человека как рост и цвет.

В угаре исследования, которые последовали, одна мысль ответвляется в социальную теорию науки евгеники.

Это было огромное народное движение в первой четверти 20-го века и была представлена как математическая наука, которая может предсказать черты характера и особенности человеческого существа.

Этические проблемы развития медицинской генетики возникли, когда исследователи заинтересовались контролем размножения человеческих существ, так что только люди с лучшими генами могли воспроизвести и улучшить вид.

Сейчас это используется в качестве своего рода «научного» расизма, чтобы убедить людей, что некоторые расовые виды были выше других в плане чистоты, интеллекта и т. д.

Это свидетельствует об опасностях, которые приходят с практикующей наукой евгеникой без истинного уважения к человечеству в целом.

Многие люди могли видеть, что дисциплина была пронизана неточностями, допущениями и противоречиями, а также поощрение дискриминации и расовой ненависти.

Однако, в 1924 году движение получило политическую поддержку, когда Закон об иммиграции был принят большинством в Палате представителей и Сенате США. Закон ввел жесткие квоты на иммиграцию из стран для «низших» рас, таких как Южная Европа и Азия.

Когда политический выигрыш и удобная наука евгеника объединили усилия появились этические проблемы развития медицинской генетики.

При продолжении научных исследований и внедрение бихевиоризма (наука о поведении) в 1913 году, популярность евгеники, наконец, начала падать. Ужасы институциональной евгеники в нацистской Германии, которые появились на свет во время 2-й мировой войны полностью уничтожили то, что осталось от движения.

Сейчас возникла наука эпигенетика, изучающая процесс старения организма.

Источник: http://v-nayke.ru/?p=8895

История развития генетики

Генетика относится к биологическим наукам. Ее название происходит от латинского слова geneo (рождаю) или genus (род), указывающего, что она изучает наследственность организмов.

Под наследственностью обычно понимают свойство родителей передавать свои признаки и особенности родителей следующему поколению. Наследственность же неразрывно связана с изменчивостью, а потому генетика изучает оба эти свойства организма, то есть является наукой о наследственности и изменчивости.

Генетика как наука еще очень молода, она существует с 1900 года, когда три ученых в разных странах, Гуго де Фриз (1848 – 1935) в Голландии, Карл Корренс (1864 – 1933) в Германии и Эрих Чермак (1871 -1962) в Австрии открыли закономерности расщепления в потомстве внутривидовых гибридов энотеры, мака, дурмана, гороха.

Оказалось, что три ботаника, открывшие закономерности расщепления в потомстве внутривидовых гибридов, всего-навсего “переоткрыли” закономерности наследования, открытые еще в 1865 года Грегором Иоганном Менделем (1822 – 1884), доложенные им в феврале и марте и опубликованные в “Трудах” Общества естествоиспытателей в городе Брюнне (Брно, Австро-Венгрии, нынешняя Чехия) в 1866 году в статье “Опыты над растительными гибридами”.

Как самостоятельная наука генетика выделилась из биологии в 1907 году по предложению ученого Уильям Бэтсона (1861 – 1926). Им же предложено название новой науки. За эти годы генетика достигла поразительных успехов.

Обычно историю генетики делят на этапы классической и молекулярной генетики. Однако, по мнению Николая Петровича Дубинина (1907 – 1988), в развитии генетики можно выделить три этапа,

Первый этап – это эпоха классической генетики, длившаяся с 1900 по 1930 гг. (за успехи в классической генетике наших ученых иногда этот период называют “русским”).

Это было время создания теории гена и хромосомной теории наследственности, разработки учения о фенотипе и генотипе, о взаимодействии генов, разработаны генетические принципы индивидуального отбора в селекции, обосновано учение о мобилизации генетических ресурсов планеты для целей селекции.

Второй этап – 1930-1953 гг. – этап неоклассицизма в генетике.

Открыта возможность искусственного изменения в генах и хромосомах -экспериментальный мутагенез; обнаружено, чтоген это сложная система, дробимая на части; обоснованы принципы генетики популяций и эволюционной генетики; создана биохимическая генетика, изучающая процессы биосинтеза в клетке и организме; было получено свидетельство, что молекулы ДНК служат основой для генетической информации; обоснованы принципы медицинской и радиационной генетики. Был получен огромный фактический материал, углубивший принципы классической генетики с одновременным пересмотром ряда старых положений.

Третий этап – с 1953 года и до настоящего времени – эпоха синтетической генетики, когда была раскрыта структура и генетическая значимость молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

К этому времени развитие теории гена и теории мутаций, биохимической и эволюционной генетики, генетики человека и других разделов генетики достигли новых рубежей и, объединившись с молекулярной генетикой, обеспечили синтетический подход к проблеме наследственности.

Читайте также:  Класс сосальщики и класс летночные черви - биология

Для того чтобы понять развитие генетики, необходимо сделать небольшой исторический обзор, остановиться на воззрениях первых гибридизаторов растений, сыгравших большую роль в истории изучения явлений наследственности.

Попытки человечества познать явления наследственности уходят своими корнями в глубокую древность. Эти явления прежде всего можно наблюдать на самом человеке и домашних животных.

Уже тогда было понятно, что в зачатии и зарождении человека необходимо участие мужского семени, поэтому представления о явлениях развития и наследственности были связаны с тем или иным решением вопроса о происхождении этого семени. Алкемои (VI – начало V в. до н. э.

), врач и натурфилософ, считал, что семя происходит из мозга; Демокрит (470 -380 гг. до н. э.) считал, что семя происходит из всех частей тела, также считал и Гиппократ (V в. до н.э.). Диоген (V в. до н.э.) считал, что семя образуется из коры.

Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.) считал, что семя образуется из крови. Ему были известны скрещивания между различными видами. Тит Лукреций Кар (ок. 98-55 гг. до н. э.

) в своей поэме “О природе вещей” утверждал, что “зависят всегда от двойного семени дети”: “Ибо нередко отцы в своем собственном теле скрывают множество первоначал в смешении многообразном, из роду в род от отцов к отцам по наследству идущим. Так производит детей жеребьевкой Венера, и предков, волосы, голос, лицо возрождает она у потомков”.

А.Е. Гайсинович указывает о неком предвосхищении Лукрецием понятия наследственных факторов (“первоначал”), определяющих передачу потомкам отдельных признаков, свойственных предкам, и их независимое комбинирование (“жеребьевкой”) на основе чистой случайности. Таким образом, Лукреций, как бы предвосхитил закономерности, установленные Г. Менделем.

Эволюция представлений о поле иразмножении у растенийпротекала совершенно иначе. Установлено, что не только древние греки и римляне знали о существовании полов у растений (Геродот, Теофраст, Плиний), но еще раньше (более 2000 лет до н. э.), вавилоняне и ассирийцы проводили искусственное опыление финиковых пальм.

Аристотель считал, что в “растениях женский пол не отделен от мужского”, он знал о существовании и раздельнополых растений. Теофраст, ученик Аристотеля (372 – 287 гг. до н. э.), обладал обширными познаниями о растениях, описывал строение женских цветков и процесс опыления у многих растений.

Как ни скудны и противоречивы были познания античных авторов о поле у растений, они во многом предвосхитили науку Нового времени. Их знания заимствовали арабы.

Для европейской науки эти познания оказались потерянными вплоть до XVII века.

И практика далеко опередила теорию, которая находилась в течение многих веков под определенным влиянием религиозно-философских учений, препятствующих в ряде случаев признанию даже и очевидной истины.

В 1694 году Рудольф Якоб Камерариус (1665 – 1721) обнаружил мужские и женские органы у растений и необходимость опыления для образования плодов. Он сразу понял значение сделанного им открытия в отношении возможности искусственного получения гибридов. Он писал:

“Новостью здесь является трудный вопрос: может ли женское растение оплодотворяться мужским растением другого вида, например, женская конопля мужским хмелем и так далее; подучится ли при этом зародыш и насколько он изменен”.

Еще раньше в XVI веке в Америке внимание европейцев привлекает “индийский злак” – кукуруза. Уже первые наблюдения показали, что в початках имеются зерна различной окраски: голубые, желтые, красные, белые. Это поразительное явление рассматривалось как непонятная игра природы.

На первом этапе развития учения о гибридизации внимание ученых и практиков-селекционеров фиксировалось на проблеме полов у растений;

гибридизация рассматривалась именно под углом зрения доказательства существования их, участия мужского и женского полов в оплодотворении и передачи обоих признаков потомству.

Томас Ферчайльд, английский торговец-садовод, создал в 1717 году первый искусственный растительный гибрид между Dianthus caryophyllus (красной гвоздики) и D. barbatus (вильям-душистой). Гибрид напоминал переходное растение между родителями. Этот первый “растительный мул” произвел большое впечатление на современников и получил широкую известность.

Особенное впечатление на современников произвели опыты

И. Г. Гледича (1714 – 1786), директора Берлинского ботанического сада, который опылил пестичное пальмовое дерево в 1749 году пыльцой мужской пальмы, присланной из Лейпцига. Полученные семена были высеяны в 1750 году и дали проростки, то есть было доказано наличие полов у растений.

https://www.youtube.com/watch?v=hG5nq-54tSM

В 1721 году видный ботаник Филипп Миллер (1691 – 1771) наблюдал спонтанную гибридизацию разновидностей капусты.

Американский ботаник Дж. Бартрам (1701 – 1774) в 1739 году провел эксперименты по скрещиванию нескольких видов одного и того же рода Lichens и получил диковинные смешанные окраски цветков.

Чрезвычайно важное значение имели вопросы полового размножения растений для Карла Линнея (1707 – 1778). Его систематика классов растений была построена на классификации по признаку органов плодообразования. Для Линнея основным критерием признаков вида являлась их наследственная неизменность при половом размножении.

В 1760 году Йозеф Готлиб Кельрейтер (1733 -1806) начал свои опыты по гибридизации.

К этому времени уже было установлено наличие полов у растений, доказана возможность искусственного опыления и гибридизации, и разработаны их основные приемы. И. Кельрейтер считает гибриды нечто средним между родительскими формами.

Он первым установил явление гетерозиса, применил анализирующее скрещивание, но не сумел глубоко проникнуть в сущность наблюдаемых им явлений.

Многочисленные эксперименты, исследования на гибридах поставили перед естествоиспытателями вопрос о виде: могут ли возникнуть гибриды между видами и постоянно ли число видов?

Томас Эндрю Найт (1759 – 1838) занимался гибридизацией плодовых деревьев, наблюдал доминирование признаков по окраске гороха. Как и Кельрейтер, он констатировал мощное развитие гибридов первого поколения, установил принципы опыления, которые Дарвин позднее назвал законом, известным сейчас как “закон Найта – Дарвина”:

“Природа стремится к тому, чтобы половая связь имела место между соседними растениями одного и того же вида”.

Работая с луковичными, Уильям Герберт (1778 – 1847), настоятель Манчестерского собора, в 1822 году пришел к выводу, что не всегда было столько видов, сколько их существует теперь; поэтому не только разновидности, но и виды произошли в разное время на протяжении веков от немногих исходных родов под влиянием климата, почвы и скрещивания.

В 1852 году начал свои исследования по гибридизации Шарль Ноден (1815 – 1899). Он разделяет учение об изменчивости видов, выясняет явление доминирования, считая, что гибриды получают признаки от отца и матери, но в разном количестве. Ш.

Ноден очень близко подошел к пониманию закономерностей наследуемости, но многие его открытия носили полуинтуитивный характер. Основной своей заслугой Ш.

Ноден считал то, что он своими работами открывает новые пути для определения вида и его границ: “Нет никакого качественного различия между видами, расами и разновидностями”.

Основные законы наследственности были открыты Грегором Иоганном Менделем (1822 – 1884), монахом августинского монастыря из австрийского города Брюнне (ныне Брно, Чехия). Он родился в крестьянской семье в Хейнцендорфе, и начальное образование получил в местной школе. В 1840 году окончил гимназию, а в 1842 – философскую школу в Ольмюце.

В 1843 году Г. Мендель поступает в древний старобрюнский монастырь августинцев, где был посвящен в послушники под именем Грегора. Тяга к науке заставляет его хлопотать о поступлении в Венский университет. По разрешению епископа Г.

Мендель поступает в университет в качестве вольнослушателя, где в течение четырех семестров (1851 – 1853) он прослушал экспериментальную математику, физику, высшую математику, химию, зоологию, ботанику, физиологию, фитопатологию и энтомологию. Вернувшись в монастырь, Г. Мендель в 1854 году, поступил преподавателем физики и природоведения в реальное училище в Брюнне.

Одновременно ему было поручено заведование естественно-историческими коллекциями училища. 30 марта 1868 года Г. Мендель был избран прелатом монастыря.

Г. Мендель берется за исследование вопроса о количестве пыльцевых зерен, участвующих в оплодотворении. И, опылив одним единственным пыльцевым зерном Mirabilis jalapa, Г. Мендель получил 18 хорошо развитых семян и от них столько же растений, большинство из которых развились так же пышно, как и растения, происшедшиеот самоопыления. Затем он переходит к опытам с горохом.

Примерно с 1854 года, Г. Мендель начал экспериментировать с горохом (Pisum sativum). В 1856 году он провел первые опыты по скрещиванию различных сортов гороха для того, чтобы узнать, как передаются по наследству индивидуальные признаки этого организма. Опыты проводились до 1863 года. В 1865 году результаты экспериментов были доложены на двух заседаниях – 8 февраля и 8 марта.

Краткие рефераты докладов Г. Менделя были опубликованы в Брюнне в газете “Новости” 9 февраля и 10 марта 1865 года. В конце 1866 году по решению членов Общества работа была опубликована в “Трудах” Общества в Брюнне (Брно) и называлась “Опыты над растительными гибридами”. Длясвоих опытов Г.

Мендель подверг двухгодичному испытанию 34 сорта гороха, получив от каждого из них по два поколения растений.

Из них он отобрал 22 сорта гороха, имеющих альтернативные различия по 7 признакам: форме семян (гладкие и морщинистые), цвету их эндосперма (желтый или зелёный), их кожуры (белая или коричневая), форме бобов (выпуклые или с перехватом), их окраске в незрелом состоянии (желтая или зеленая), расположению цветков (пазушные или верхушечные), высоте растения (высокие или карликовые).

Он убедился, что они представляют собой наследственно чистые формы, так как в ряде потомств они не давали никаких уклонений от стандартных признаков сорта.

Проведя скрещивание между растениями, отличающимися по одному признаку, скрестив между собой полученное потомство, он сформулировал два закона наследственности.

К этим законам был добавлен третий после скрещивания растений, отличающихся двумя признаками:

Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 1035;

Читайте также:  Доказательства эволюции - биология

Источник: https://poznayka.org/s97184t1.html

История генетики — Науколандия

История генетики как науки началась не так уж давно, примерно со второй половины XIX века, с работ чешского монаха Грегора Менделя.

До этого люди не знали, что лежит в основе наследственности и изменчивости организмов. Никаких систематических исследований в этой области не проводилось.

С древних времен существовали две гипотезы о том, почему потомки похожи на своих предков. Это гипотезы прямого и непрямого наследования.

По гипотезе прямого наследования предполагалось, что каждая часть тела родителя, каждая его клетка передает особенности своего строения потомку. Гипотеза непрямого наследования исходила из того, что не все части организма участвуют в образовании половых продуктов, а они образуются обособлено, поэтому прижизненные изменения родителя не передаются потомкам.

Чарльз Дарвин придерживался первой гипотезы, что было ошибкой. Из-за этого он не смог опровергнуть одного из критиков своей эволюционной теории, который писал следующее.

Если у единичного животного появляется какой-либо признак, то при передаче следующему поколения от него останется ½, еще следующему ¼ и т. д. В конечном итоге признак исчезнет.

Дарвин не смог возразить, так как не знал, что признаки организма дискретны, они не смешиваются и не растворяются.

Г. Мендель провел длительные, систематические, статистические исследования наследования признаков. В качестве объекта исследования был выбран горох. Это был очень удачный выбор. Такие признаки как цвет семян и цветков, морщинистость семян и ряд других находятся в разных хромосомах (т. е.

наследуются не сцеплено), и у них чаще всего нет промежуточного проявления признака (например, семя может быть либо желтым, либо зеленым, но не смешанного цвета). Мендель конечно же тогда ничего не знал о сцепленном наследовании, влиянии генов и аллелей друг на друга и др.

Если бы в исследуемых признаках гороха все это наблюдалось, то его эксперимент бы мог не удасться.

Грегор Мендель и открытые им законы наследственности – 1860-е годы

Мендель доказал дискретность наследственных признаков. Они не разбавляются, а существует лишь подавление одного другим.

Менделем был разработан гибридологический метод исследования.

Но самое главное Мендель впервые в истории генетики сформулировал три ее закона: единообразия гибридов первого поколения, расщепления во втором поколении, независимого наследования.

Однако в те времена история генетики еще не началась. Мендель был монахом-самоучкой, и его исследованиям большого значения не придали. Лишь в начале XX века, когда многие ученые экспериментально на разных растениях и животных подтвердили справедливость законов Менделя, его работы получили заслуженную оценку.

Начало XX века было бурным этапом в развитии генетики. В это время появляется сам термин «генетика». Дается определение «гена», «генотипа» и «фенотипа».

Обнаруживается явление сцепления (совместного наследования) генов, У. Бэтсоном открывается закон чистоты гамет и др. В 1910 году Т.

Морган совместно с другими учеными разрабатывает хромосомную теорию, которая во многом обобщает и объясняет все ранее сделанные открытия в истории генетики.

Томас Морган изучал хромосомы, открыл кроссинговер – 1910-е годы

В последующие годы генетика и эволюционное учение связываются между собой. Второе находит объяснение с точки зрения законов первой.

Ученые знали, что хромосомы участвуют в передаче наследственной информации, но не знали, какое вещество ответственно за это. В 40-х годах стало понятно, что ДНК является носителем наследственности. Так ряд ученых переносили ДНК одних бактерий в другие и наблюдали у вторых появление признаков первых.

С развитием методов химии и физики стало возможно исследовать структуру ДНК, что было сделано Криком и Уотсоном в 1953 году. Оказалось, что молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных в спираль. Каждая из цепей ДНК является матрицей для синтеза комплементарной ей новой цепи, и удвоение ДНК обеспечивает наследственность.

Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон открыли структуру ДНК – 1950-е годы

Ученые поняли, что последовательность нуклеотидов в гене определяет структуру белковой молекулы. Каждая аминокислота белка кодируется тремя последовательными нуклеотидами ДНК.

В истории генетики 70-е годы XX века ознаменовались появлением генной инженерии. Ученые стали вмешиваться в геномы живых организмов и изменять их. Стали изучаться молекулярные основы различных физиологических процессов.

В последнее десятилетие XX века были секвенированы (расшифрованы) геномы многих простых организмов. В начала XXI века (2003 г.) был завершен проект по расшифровке (определению последовательности нуклеотидов в хромосомах) генома человека.

Логотип проекта “Геном человека”

На сегодняшний день существуют базы данных геномов многих организмов. Наличие такой базы данных человека имеет большое значение в предупреждении и исследовании многих заболеваний.

Источник: https://scienceland.info/biology10/genetics-history

История развития генетики : Биология

Цель: сформировать знания учащихся об основных этапах развития генетики как науки о наследственности и изменчивости живых организмов и ее значении в современном мире.

Задачи урока:

  • познакомить учащихся с историей возникновения и развития генетики как науки;
  • способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики;
  • подвести учащихся к выводу о ведущей роли генетики в решении глобальных проблем человечества.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация «История развития генетики» (приложение).

План урока:

Этап урока Содержание Методы Наглядность
1. Вводная часть 1.1. Организационный момент.
1.2. Постановка проблемного вопроса, определение цели и задач урока. Беседа. Записи на доске, презентация.
2. Изучение нового материала 2.1.Грегор Мендель – основоположник генетики. Лекция. Презентация.
2.2. 1900 г. – рождение генетики как науки.
2.3. Развитие генетики в ХХ веке.
2.4. Развитие генетики в СССР.
2.5. Значение генетических знаний для человечества.
Творческие задания, их обсуждение.
4 Подведение итогов урока Цели и задачи урока Рефлексия. Записи на доске
5 Домашнее задание Презентация, запись на доске

Ход урока

И что же видят?… За столом Сидят чудовища кругом: Один в рогах с собачьей мордой, Другой с петушьей головой, Здесь ведьма с козьей бородой, Тут остов чопорный и гордой, Там карла с хвостиком, а вот Полужуравль и полукот. А.С.Пушкин

1. Вводная часть.

Из тьмы времен, сквозь толпы племен и народов пробилась к нам легенда о Химере. Она пришла к нам из Древней Греции. Химера – это порождение стоглавого огнедышащего чудовища Тифона и полуженщины-полузмеи Ехидны, невиданное существо с львиной пастью, козьим туловищем и хвостом змеи.

А еще фантазия людей создала стремительных кентавров – полуконей – полулюдей, коварных русалок – полурыб – полудев, сирен – полуженщин – полуптиц, своим сладостным пением завлекающих моряков, крылатого коня поэтов Пегаса, ужасающих драконов, фавнов, гарпий, сфинксов…

Сказочные чудовища – такой же старый пунктик человека, как и мысль о философском камне алхимиков. Однако парадокс нашего времени в том и состоит, что все мысленно возможное обретает плоть и кровь.

Ядерная физика позволила превращать одни элементы в другие.

А вот теперь, благодаря биологическим знаниям о наследственности и изменчивости очередь дошла и до воссоздания химер (право, они не всегда имеют отталкивающий вид).

Вопрос: как называется наука, благодаря которой легенды о химерах могут стать реальностью уже в наше время?

Раздел биологии, изучающий такие важные свойства организма, как сохранение и передача наследственной информации из поколения в поколение, а также возможность изменяться под действием окружающей среды – это генетика. Молодая наука имеет свою долгую историю, и не всегда ее открытия были понятны и восприняты в обществе.

Сегодня на уроке мы поговорим с вами об истории генетики, об ученых, внесших свой вклад в ее развитие. Мы определим место этой науки в современном мире и выясним, какое значение имеют генетические знания для человечества в целом.

В процессе изучения новой темы ребятам предлагается записывать в тетради в виде опорного конспекта ключевые моменты (фамилии ученых, их вклад в развитие науки).

2. Изучение нового материала.

Наследственность и изменчивость – основные свойства живой материи. Они характерны для всех живых организмов, обитающих на нашей планете.

Задание: приведите примеры, доказывающие этот факт.

Различные умозрительные представления о наследственности и изменчивости высказывались еще античными философами и врачами. В большинстве своем эти представления были ошибочными, но иногда среди них появлялись и гениальные догадки.

Так, римский философ и поэт Лукреций Кар писал в своей знаменитой поэме «О природе вещей» о «первоначалах», определяющих передачу из поколения в поколение признаков от предков к потомкам, о происходящем при этом случайном комбинировании этих признаков, отрицал возможность изменения наследственных признаков под влиянием внешних условий.

Однако подлинно научное познание наследственности и изменчивости началось лишь спустя много столетий, когда было накоплено множество точных сведений о наследовании различных признаков у растений, животных и человека. Число таких наблюдений, проведенных преимущественно практиками-растениеводами и животноводами, особенно возросло в период с середины XVIII до середины XIX века.

Тем не менее, четких представлений о закономерностях наследования и наследственности вплоть до конца XIX века не было за одним существенным исключением. Этим исключением была замечательная работа Г. Менделя, установившего в опытах по гибридизации сортов гороха важнейшие законы наследования признаков, которые впоследствии легли в основу генетики.

Грегор Мендель (1822–1884):

  • австрийский естествоиспытатель, монах, основоположник учения о наследственности;
  • 1865 г. «Опыты над растительными гибридами»;
  • создал научные принципы описания и исследования гибридов и их потомства;
  • разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков;
  • сформулировал основные законы наследования признаков в ряду поколений, позволяющие делать предсказания;
  • высказал идею существования наследственных задатков (или генов, как их потом стали называть).

Однако работа Г. Менделя [доложена им в 1865 на заседании общества естествоиспытателей г. Брюнн (Брно) и напечатана на следующий год в трудах этого общества] не была оценена современниками и, оставаясь забытой 35 лет, не повлияла на распространенные в XIX веке представления о наследственности и изменчивости.

Читайте также:  Рефлексы человека - биология

Датой рождения генетики принято считать 1900, когда три ботаника – Г. де Фриз (Голландия), К. Корренс (Германия) и Э. Чермак (Австрия), проводившие опыты по гибридизации растений, натолкнулись независимо друг от друга на забытую работу Г. Менделя.

Они были поражены сходством его результатов с полученными ими, оценили глубину, точность и значение сделанных им выводов и опубликовали свои данные, показав, что полностью подтверждают заключения Менделя.

Дальнейшее развитие генетики связано с рядом этапов, каждый из которых характеризовался преобладающими в то время направлениями исследований.

Название «генетика» развивающейся науке дал в 1906 английский ученый У. Бэтсон, а вскоре сложились и такие важные генетические понятия, как ген, генотип, фенотип, которые были предложены в 1909 датским генетиком В. Иогансеном. («Ген – это просто короткое и удобное слово, которое легко сочетается с другими»).

Следующий этап развития науки связан с именем Томаса Моргана (1866–1945). Именно он со своими учениками, изучая наследственность у маленькой плодовой мушки дрозофилы, открыли ряд закономерностей, известных в биологии как хромосомная теория наследственности.

Генетические работы школы Моргана показали возможность строить карты хромосом с указанием точного расположения различных генов. На основе этой теории был выяснен и доказан хромосомный механизм определения пола.

Хромосомная теория наследственности была крупнейшим достижением развития генетики и во многом определила путь дальнейших генетических исследований.

Следующее событие в истории генетики – открытие нарушений структуры гена или мутаций (Г. де Фриз), и первых химических мутагенов (в 1930-х годах в СССР). Надо отметить, что в первой половине XX века молодая наука нашла много сторонников среди советских ученых.

Выдающийся вклад в генетику внесли работы Н. К. Кольцова, С. С. Четверикова, А. С. Серебровского и др. Хотелось бы остановиться подробнее на работах Н.И.Вавилова (1887–1943) – генетика, растениевода, географа, организатора и первого директора (до 1940 г.

) Института генетики АН СССР.

Он со своей школой открыли закон гомологических рядов (о генетической близости родственных групп растений) и создали учение о многообразии культурных растений и центрах их происхождений, собрав в экспедициях огромную коллекцию диких и культурных форм растений, важных для человечества.

С середины 1930-х годов, и особенно после сессии ВАСХНИЛ в 1948, в советской генетике возобладали антинаучные взгляды Т. Д. Лысенко (безосновательно названные им «мичуринским учением»), что до 1965 остановило ее развитие и привело к уничтожению крупных генетических школ.

Быстрое развитие генетики в этот период за рубежом, особенно молекулярной генетики во 2-й половине XX в., позволило раскрыть структуру генетического материала, понять механизм его работы.

Итак, проследите основные открытия в генетике на протяжении столетия.

  • 1935 – экспериментальное определение размеров гена.
  • 1953 – структурная модель ДНК.
  • 1961 – расшифровка генетического кода.
  • 1962 – первое клонирование лягушки.
  • 1969 – химическим путем синтезирован первый ген.
  • 1972 – рождение генной инженерии.
  • 1977 – расшифрован геном бактериофага Х 174, секвенирован первый ген человека.
  • 1980 – получена первая трансгенная мышь.
  • 1988 – создан проект «Геном человека».
  • 1995 – становление геномики как раздела генетики, секвенирован геном бактерии.
  • 1997 – клонировали овцу Долли.
  • 1999 – клонировали мышь и корову.
  • 2000 год – геном человека прочитан!

Обратите внимание, как бурно происходило развитие генетических знаний.

Вопрос: с чем это связано?

Творческое задание для всего класса.

Прочитайте две цитаты из работ известных биологов – генетиков. О каком важном открытии они говорят? Почему именно эти открытия так важны для современной науки?

«Расшифровка структуры генома – это точка на первой странице в толстой книге, которую еще должно написать человечество. Начинается новый, третий этап в биологии: после дарвиновской, описательной, и молекулярной биологии последних 50 лет биология функциональная, которая будет напрямую влиять на жизнь людей». (акад. Л.Киселев).

«Человека больше всего на свете интересует он сам. Все, что имеет к нему отношение, – предмет наивысшего внимания. Со временем пришло понимание того, что все упирается в биологию человека, а вся биология человека упирается в геном. Козьма Прутков говорил: зри в корень. В организме человека главный «корень» – это и есть геном». (проф. В.З. Тарантул).

Идеи и методы генетики получили широкое применение в современной науке. Мы не представляем свою жизнь без этих знаний.

Творческое задание для всего класса.

Для решения каких проблем человечество использует генетические знания? Рассмотрите рисунок слайда и предложите не менее 5 вариантов. Обсудите в классе свои предложения.

Однако в последнее время все чаще говорят о генетических открытиях как о шаге в пропасть для всего человечества.

Творческое задание для всего класса.

Прочитайте высказывание известного ученого. Согласны ли вы с ним? Свой ответ аргументируйте.

«Дальнейший прогресс человечества во многом связан с развитием генетики. Вместе с тем необходимо учитывать, что неконтролируемое распространение генноинженерных живых организмов и продуктов может нарушить биологический баланс в природе и представлять угрозу здоровью человека». (В. А. Аветисов).

3. Подведение итогов урока (рефлексия).

Прочитайте задачи урока, записанные на доске.

Сформулируйте выводы, дополнив предложения:

  1. Я думаю, что генетика – это самый ________ раздел биологии, потому что _______ .
  2. Изучая генетику, я хочу _____________ .
  3. На мой взгляд, знания по генетике необходимы мне в жизни, так как ___________ .

Задание на дом: записи в тетради.

Творческое задание для всего класса.

В СМИ найдите статьи, доказывающие важность генетических знаний для современного общества.

Источник: http://www.poznanie21.ru/current/biology/530630539.php

13. Основные этапы развития генетики

Первые идеи о механизме наследственности высказали ещё древнегреческие учёные – Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель. Гиппократ полагал, что яйцеклетки и сперма формируются при участии всех частей организма и что признаки родителей непосредственно передаются потомкам.

Эту гипотезу в целом принял Аристотель, взгляды которого по разным вопросам философии и естествознания господствовали на протяжении всего средневекового периода в Европе. Автор первой научной теории эволюции Ж.Б. Ламарк также воспользовался идеями древнегреческих учёных для объяснения, постулированного им на рубеже XVIII-XIX вв.

принципа передачи приобретённых в течение жизни индивидуума новых признаков потомству.

В 80-х годах прошлого века теорию пангенезиса и саму идею о наследовании благоприобретённых признаков резкой критике подверг А. Вейсман (1834-1914). Вейсман принял и развил идею, согласно которой наследственный материал сосредоточен в ядерной субстанции клеток или в хромосомах.

Если учесть, что о поведении хромосом в митозе и мейозе к концу XIX в.

было уже довольно много известно, то не удивительно, что теория Вейсмана о зародышевой плазме во многом подготовила биологов к необходимости коренного пересмотра взглядов на наследственность сразу после вторичного открытия законов Менделя.

Годом рождения генетики считается 1900-й; она ровесница XX в. Известно, что становлению генетики как самостоятельной области биологии предшествовало необычное в истории науки событие. Фактически основные законы генетики были открыты в 1865 г. Г. Менделем. Однако, на протяжении последующих 35 лет они остались неизвестными большинству биологов, в том числе и Дарвину.

Вместе с тем у Менделя были предшественники-экспериментаторы. В их числе О. Сажрэ, И.Г. Кельрейтер, Т.Э. Найт, Ш. Ноден, Дж. Госс.

Они наблюдали и факты доминирования, и расщепление признаков родителей в потомстве, но их опыты не отличались той глубокой продуманностью и целенаправленностью, которые были характерны для исследований Менделя, в них отсутствовал строгий количественный учёт результатов.

Вторичное открытие законов Менделя принадлежит трём учёным – Г. де Фризу (Голландия), К. Корренсу (Германия), Э. Чермаку (Австрия).

Практически они одновременно получили факты, полностью подтверждающие закономерности наследования признаков, открытые Менделем на горохе.

Приоритет Менделя вскоре был восстановлен, и последующее десятилетие в истории генетики с полным правом может быть охарактеризовано как период торжества менделизма.

Название новой науки – генетика – было предложено в 1906 г. английским учёным В. Бэтсоном (от латинского genetikos – относящийся к происхождению, рождению). Датчанин В. Иоганнсен в 1909 г. утвердил в биологической литературе такие принципиально важные понятия, как ген (от греческого genos – род, рождение, происхождение), генотип, фенотип.

На этом этапе истории генетики была принята и получила дальнейшее развитие менделевская, по существу умозрительная, концепция гена как материальной единицы наследственности, ответственной за передачу отдельных признаков в ряду поколений организмов. Тогда же голландский учёный Г. де Фриз (1901) выдвинул теорию изменчивости, основанную на представлении о скачкообразности изменений наследственных свойств в результате мутаций.

В развитии генетики можно выделить 3 этапа:

  • Первый (с 1900 по 1925 г.) – этап классической генетики. В этот период были переоткрыты и подтверждены на многих видах растений и животных законы Г.Менделя, создана хромосомная теория наследственности (Т.Г.Морган). 
  • Второй (с1926 по 1953) – этап широкого развёртывания работ по искусственному мутагенезу (Г.Меллер и др.). в это время было показано сложное строение и дробимость гена, заложены основы биохимической, популяционной и эволюционной генетики, доказано, что молекула ДНК является носителем наследственной информации (О.Эвери), были заложены основы ветеринарной генетики.
  • Третий (начинается с 1953 г.) – этап современной генетики, для которого характерны исследования явлений наследственности на молекулярном уровне. Была открыта структура ДНК (Дж. Утсон), расшифрован генетический код (Ф.Крик), химическим путём синтезирован ген (Г. Корана).

Большой вклад в развитие генетики внесли отечественные учёные. Научные генетические школы созданы Вавиловым и др. Получили искусственным путём мутации – Филиппов.

Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Карпеченко предложил метод преодоления бесплодия у некоторых гибридов. Четвериков – основатель учения о генетике популяций.

Серебровский – показал сложное строение и дробимость гена. 

Источник: https://vseobiology.ru/genetika/1451-13-osnovnye-etapy-razvitiya-genetiki

Ссылка на основную публикацию