Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общая характеристика половых клеток, или гамет




С тех пор, как меня впервые увлекла наука, и до выхода в свет этой книги прошел достаточно долгий срок. За это время со мной произошла кардинальная личностная метаморфоза, благословляемая и направляемая как духовными, так и вполне воплощенными музами. Нижеследующим из них, чей вклад в появление этой книги явился особенно значительным, я благодарен в первую очередь.

Музам науки. Я нахожусь в долгу перед духами науки, так как в полной мере осознаю, что в вопросах донесения до мира изложенных здесь идей мною руководили силы, действующие помимо меня. Особую признательность я хочу выразить героям этой книги Жану-Батисту де Моне де Ламарку и Альберту Эйнштейну, чьи духовные и научные свершения поистине преобразили мир.

Музам литературы. Несмотря на то что идея написать о Новой биологии зародилась у меня еще в 1985 году, книга эта смогла появиться на свет лишь после того, как в 2003 году в мою жизнь войта Патрисия Кинг. Патрисия — свободный литератор и бывший корреспондент журнала «Ньюсуик»; в течение десяти лет она возглавляла сан-францисское бюро этого издания. Я никогда не забуду нашу первую встречу, когда я огорошил Патрисию пространной лекцией о новой науке, после чего нагрузил ворохом неоконченных рукописей, кипами собственных статей, ящиками видеокассет с записью лекций и грудами оттисков чужих публикаций.

Лишь когда она уехала, я осознал всю монументальность той задачи, которую на нее взвалил. Не имея систематического образования в таких областях, как клеточная биология и физика, Патрисия творила чудеса, усваивая и осмысливая новую для себя информацию. В очень короткий срок она не только изучила Новую биологию, но и могла со знанием дела обсуждать связанные с ней темы. Именно поразительному умению Патрисии Кинг систематизировать, редактировать и синтезировать информацию эта книга обязана ясностью своего изложения.

Патрисия пишет книги, а также газетные и журнальные статьи на темы, связанные со здоровьем человека, в частности о медицине сознания тела и роли стресса в возникновении и развитии болезней. Ее работы появлялись в таких изданиях, как Лос-Анджелес тайме, журналах Spirit и Common Ground. Уроженка Бостона, Патрисия живет в графстве Марин с мужем Гарольдом и дочерью Анной. Я глубоко преклоняюсь перед Патрисией, чрезвычайно благодарен ей за все, что она сделала, и с нетерпением жду новой возможности написать с ней совместную книгу.

Музам изобразительного искусства. В 1980 году я оставил карьеру ученого и, уйдя «на вольные хлеба», занялся представлением передвижного светового шоу под названием «Лазерная симфония». Душой и мозгом этого начинания стал Роберт Мюллер — художник-визионер и гений компьютерной графики. Не по годам вдумчивый (ему тогда не было и двадцати), Боб успешно усвоил идеи новой науки, которой я занимался, — сначала как студент, а потом в качестве моего, так сказать, духовного сына. А спустя годы он предложил мне (и я принял его предложение) нарисовать обложку для моей книги, когда бы той ни было суждено выйти в свет.

Боб Мюллер — соучредитель и креативный директор компании LightSpeed Design, базирующейся в городе Бельвью, штат Вашингтон. Боб и его компания не раз отмечались призами за разработку трехмерных светозвуковых шоу для музеев науки и планетариев по всему миру. В частности, они прославились своим учебно-развлекательным шоу на тему хрупкой экологии океанов нашей планеты, которое было представлено на Всемирной выставке в Лиссабоне в 1998 году. С образцами творчества Боба можно ознакомиться на сайте www.lightspeeddesign.com

Музам музыки. С того самого момента, когда у меня возник замысел этой книги, до ее выхода в свет я черпал вдохновение и энергию в музыке группы Yes, и в частности, в текстах, принадлежащих вокалисту этой группы Джону Андерсону. Эта музыка и те идеи, которые она в себе несет, свидетельствуют о глубоком внутреннем знании и понимании идей новой науки. Музыка группы Yes — это провозглашение того, что все мы тесно связаны со Светом. Ее песни рассказывают о том, как наш жизненный опыт, наши убеждения и мечты формируют нашу жизнь и оказывают влияние на жизнь наших детей. То, на объяснение чего у меня уходит несколько страниц текста, группе Yes удается выразить несколькими мощными, меткими строками. Ребята, вы просто великолепны!

Что касается физической реализации этой книги, то я хочу совершенно искренне поблагодарить ныо-Йоркские издательства, ее отклонившие. Благодаря этому я смог создать свою собственную книгу — именно такую, как хотел, Я в долгу перед издательством «Mountain of Love Productions*, вложившим в нее время и деньги. Особую признательность в связи с подготовкой книги я хочу выразить Доусону Черчу из Издательского кооператива писателей (Authors Publishing Cooperative). Благодаря Доусону мы получили все, о чем могли мечтать, — непосредственный авторский контроль над процессом, с одной стороны, и маркетинговый опыт крупного издательства, с другой. Я благодарен Жералин Жендеро за оказанную поддержку и за то, что она обратила внимание Доусона Черча на нашу работу. А Шелли Келлер — милейший человек и прекрасный специалист в области связей с общественностью — любезно уделила свое время профессиональному редактированию книги.

Большое спасибо всем студентам и слушателям моих курсов, лекций и семинаров, которые многие годы настойчиво спрашивали меня: «Так где же ваша книга?!» Вот она, вот она перед вами! Ваше неизменное неравнодушие заслуживает самой высокой оценки.

Наконец, я хотел бы отдать должное тем своим учителям, которым я обязан важными уроками в области моих научных интересов. Среди них я хочу в первую очередь назвать своего отца, Эли, привившего мне дух целесообразности и, что не менее важно, всегда призывавшего меня «мыслить, не запираясь в ящик». Спасибо, пап.

Я хочу упомянуть о Дэвиде Бенглсдорфе, школьном учителе основ естественных наук, который ввел меня в мир клеток и пробудил во мне увлечение наукой. О великолепном д-ре Ирвине Кенигсберге, взявшем меня под свою опеку и руководившем моей учебой в аспирантуре. Я навсегда запомню те озарения, которые нам случилось испытать, и нашу общую страсть к научным изысканиям.

Я в долгу перед профессором Теодором Холлисом из университета штата Пенсильвания и заведующим кафедрой патологии Стэнфордского университета Клаусом Беншем — первыми «настоящими» учеными, которые восприняли мои еретические идеи. Оба эти выдающихся исследователя поощрили и поддержали мои старания, предоставив мне место в своих лабораториях и возможность экспериментально проверить изложенные в этой книге идеи.

В 1995 году Джерард Клам, президент Колледжа мануальной терапии Западного отделения Университета Жизни, пригласил меня читать лекции по фрактальной биологии — разработанный мною курс новой науки. Я благодарен Джерри за оказанную поддержку и за то, что он открыл передо мной жизнеутверждающий мир мануальной терапии и комплементарной медицины.

В 1985 году, во время первого публичного представления этого материала, я познакомился с Ли Пьюлосом, почетным доцентом факультета психологии университета Британской Колумбии. Многие годы Ли Пьюлос выступал горячим сторонником и сотворцом Новой биологии. Существенный вклад в этот проект внес и мой партнер и уважаемый коллега Роб Уильяме, разработчик системы PsychK, — имен­но он помог соединить науку о клетках с механикой человеческой психологии.

Обсуждения проблем науки и ее роли в человеческой цивилизации с моим дорогим другом и незаурядным философом Куртом Рексротом доставили мне немалое удовольствие и способствовали более глубокому пониманию предмета. А сотрудничество с Теодором Холлом явилось источником замечательных и весьма глубоких идей, позволивших связать между собой ход клеточной эволюции с историей человеческой цивилизации.

Я хочу выразить искреннюю благодарность Грегу Брейдену за его великолепные научные идеи, а также за предложения по поводу опубликования этой книги.

Каждый из перечисленных ниже моих дорогих друзей прочел эту книгу и высказал свои замечания. Их вклад в немалой степени способствовал тому, что вы сейчас держите ее в руках. Я хочу лично поблагодарить каждого из них: Терри Багноу, Дэвида Чемберлена, Барбару Финдайзен, Шелли Келлер, Мери Ковач, Алана Мэнда, Нэнси Мари, Майкла Мендиццу, Теда Моррисона, Роберта и Сьюзен Мюллер, Ли Пьюлоса, Курта Рексрота, Кристину Роджерс, Уилла Смита, Диану Саттер, Томаса Верни, Роба и Ланиту Уильяме, Донну Уандер.

Я благодарен своей сестре Марше и брату Дэвиду за их любовь и поддержку. Я в особенности горжусь Дэвидом в связи с тем, что ему удалось, как он в шутку выразился, «разорвать круг насилия» и стать прекрасным отцом своему сыну Алексу.

Величайшей признательности с моей стороны заслуживает и Дуг Парке из компании Spirit 2000 за ту грандиозную помощь, которую он оказал мне в осуществлении этого проекта. Услышав о Новой биологии, Дуг приложил все усилия к тому, чтобы ее идеи получили широкую известность. Он проводил видеолекции и семинары, позволившие людям лучше осмыслить этот материал, и открыл двери многим стремящимся к самообразованию. Спасибо тебе, дорогой брат.

Этот раздел будет неполным без выражения совершенно особой благодарности Маргарет Хортон. Mapгарет была той тайной движущей силой, благодаря которой у меня появились силы написать и выпустить в свет эту книгу. Дорогая моя, все, что я когда-либо писал и говорил... все это я делал, чувствуя любовь к тебе!

 

 

Общая характеристика половых клеток, или гамет.

· в ядре гамет находится гаплоидный набор хромосом, генетическая формула гамет: 1n1c (23 хромосомы и 23 молекулы ДНК).

· биохимические процессы в гаметах протекают очень медленно, яйцеклетки вообще находятся в состоянии близком к анабиозу.

· не вступают в процесс деления в отличие от соматических клеток.

· ядерно-цитоплазматический индекс гамет больше, чем у соматических клеток. Ядерно-цитоплазматический индекс равен отношению объёма ядра к сумме объёма цитоплазмы и объёма ядра

7. Биологическое значение мейоза.

1. мейоз обеспечивает постоянный для каждого вида организмов набор хро­мосом и постоянное количество ДНК. Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшение числа хромосом, то в каждом следующем по­колении после оплодотворения число хромосом возрастало бы в 2 ра­за. Благодаря мейозу, зрелые гаметы получают гаплоидное число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается свойственное данному виду диплоидное число хромосом;

2. мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет. Это достигается, благодаря двум явлениям: кроссинговеру и независимому расхождению мужских и женских хромосом в мейозе - I и хроматид в мейозе - II. Эти явления лежат в основе комбинативной изменчивости, поставляющей материал для естественного отбора.

 

ЛЕКЦИЯ 5 Законы Г. Менделя.

 

1. Наследственность и наследование, их сущность.

Генетика – наука о закономерностях наследственности и из­менчивости.

Наследственность – способность родительских форм передавать при размножении свои признаки потомству. Наследственность консервативна, она сохраняет уже возникшие черты и свойства организмов на протяжении многих поколений. Материальной основой наследственности является наличие генов в хромосомах и закономерности поведения их в про­цессе гаметогенеза и размножения.

Наследование – это способ передачи наследственных признаков в ряду поколений. Наследование является внешним проявлением наследственности и именно с явлением наследования тех или иных признаков имеет дело врач.

 

2. Ген как единица функционирования наследственного материала.

Современная генетика рассматривает ген как единицу функционирования наследственного материала. Это означает, что передача генов в ряду поколений обеспечивает наследование потомками признаков родителей.

Ген – это участок молекулы ДНК, содержащий последовательность нуклеотидов, которая кодирует последовательность аминокислот в одиночной полипептидной цепи, либо кодирует последовательность нуклеотидов в тРНК или рРНК.


3. Свойства генов: стабиль­ность, аллельное состояние, специфичность, дискретность.

Стабиль­ность. Гены в ряду поколений не изменяются.

Аллельное состояние. Аллельные гены – это гены, которые находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом. Они отвечают за развитие альтернативных признаков (за разное выражение данного признака).

Специфичность – один ген отвечает за развитие одного признака.

Дискретность – за развитие разных признаков отвечают разные гены, находящиеся в разных хромосомах.

Примечание.

Эти свойства генов были описаны в самом начале 20в в рамках представлений классической генетики.

 

4. Понятие о гомозиготности и гетерозиготности.

Организмы с одинаковыми аллелями одного гена называются гомозиготными, или гомозиготами. Гомозигота может быть доминантной (АА) или рецессивной (аа). Организмы, имеющие разные аллели одного ге­на: один доминантный, другой рецессивный, называются гетерозиготными, или гетерозиготами (Аа).

В результате мейоза гомологичные хромосомы, а с ними и аллельные гены расходятся в разные гаметы. Так как у гомозиготной особи оба аллеля оди­наковы, она образует один тип гамет. Гетерозиготная особь образует 2 типа гамет – один тип с доминантным аллелем, другой – с рецессивным аллелем

 

5. Гибридологический анализ – основной метод генетики.

Основ­ной метод, используемый Г. Менделем, – гибридологический. Гибрид – особь, полученная в результате полового размножения. Так как потомок сочетает признаки обоих родителей, то по наличию у него определённых признаков можно судить о наличии у его родителей соответствую­щих генов. Г. Мендель использовал гибридологический метод в отличие от своих предшественников при соблюдении следующих условий:

1. в каждом поколении вёлся учёт по каждой паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков без учёта других различий скрещивае­мых организмов. Таким образом, Г. Мендель решал задачу с одним неизвестным, а его предшественники решали задачу со многими неизвестными, т.к. учитывали наследование всей совокупности признаков организма;

2. проводился строгий количественный учёт гибридов, различающихся по отдель­ным парам альтернативных признаков, в ряду последовательных поколе­ний;

3. проводился индивидуальный анализ потомства от каждого гибридного организма.

6. Открытие Г. Менделем законов независимого наследования. Моногибрид­ное скрещивание. Единообразие гибридов первого поколения.

Единообразие гибридов первого поколения было установлено при моногибридном скрещивании гороха, т.е. скрещивания, при котором изучалось наследование одного признака – цвета горошин. Горошины могли иметь либо жёлтый, либо зелёный цвет (это альтернативные признаки).

Горох – самоопыляемое растение, причем опыление происходит в бутоне. Это устраивало Г. Менделя, т.к. позволяло ему целенаправленно проводить скрещивание растений путём искусственного опыления. Он скрестил гомозиготные растения, имеющие зелёные и жёлтые семена. Независимо от того, какой цвет семян имело материнское растение, гибридные семена были жёлтыми. Таким образом, у гибридов первого поколения проявился признак только одного родителя. Это доминант­ный признак – жёлтый цвет семян; рецессивный признак – зелёный цвет семян – как бы исчезал.

 

Р АА х аа

Г

F1 Аа, Аа, Аа, Аа

 

Итак, все потомки имеют одинаковый генотип, а т.к. фенотипически проявляется только доминантный аллель – все потомки имели семена только жёлтого цвета. Гибриды первого поколения единообразны по генотипу, а, следовательно, и по фенотипу. Можно так сформулировать правило единообразия: "При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтерна­тивных признаков, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным".

7. Закон расщепления. Доминантность и рецессивность.

На следующий год Г. Мендель скрестил (самоопылением) гибриды первого поколения между собой. Осенью при подсчёте семян оказалось, что из 8023 семян 6022 были жёлтыми, 2001– зелёными, т.е. соотношение 3:1. Итак, во втором поколении проявляется признак зелёной ок­раски, и он присущ 1/4 части потомства. Такое явление Г. Мендель наз­вал расщеплением признаков и сформулировал закон расщепления:

"В потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколе­ния, анализируемых по одной альтернативной паре признаков, наблюда­ется явление расщепления: 3/4 части особей второго поколения несёт доминантный признак, 1/4 часть – рецессивный".

Р Аа х Аа

Г

 

F2 АА, Аа, Аа, аа

 

При скрещивании между собой гибридов второго поколения Г. Мендель обнаружил в их потомстве следующее: в потомстве зелёных семян (аа) расщепления не наблюдалось; 1/3 растений, выросших из жёлтых семян (АА), произвела только жёлтые семена; 2/3 растений, выросших из жёлтых семян (Аа), произвела жёлтые и зелёные семе­на в соотношении 3:1.

Таким образом, Г. Мендель впервые установил факт, свидетельствующий о том, что растения, сходные по внешнему виду, могут резко отличаться по наследуемым свойствам. Гомозиготы (АА) не давали расщепления, а гетерозиготы (Аа) давали расщепление по фенотипу в следующих поколениях в отношении: три части особей с доми­нантным признаком к одной части особей с рецессивным признаком.

Расщепление по генотипу сложнее: I часть доминантных гомозигот (АА); 2 части гетерозигот (Аа); I часть рецессивных гомози­гот (аа).

 

8. Закон чистоты гамет. Анализирующее скрещивание.

Для объяснения закона расщепления Г. Мендель выдвинул гипотезу «чистоты гамет». Её суть в следующем. Любой организм содержит в каждой соматической клетке два аллеля любого гена, расположенных в гомологичных хромосомах. В гаметах же содержится по одному аллельному гену. Это происходит потому, что гомологичные хромосомы при мейозе расходятся к разным полюсам делящейся клетки и попадают в разные половые клетки. Следовательно, гаметы имеют из пары гомологичных хромосом только одну, и, соответственно, только один аллельный ген. Таким образом, гаметы «чисты» от другого аллельного гена. Гибрид, полученный от слияния гамет, содержит оба аллельных гена, но фенотипически всегда проявляется лишь доминантный аллельный ген, а ре­цессивный ген проявляется только в гомозиготном состоянии.

Отсюда становится понятным, что из поколения в поколение гены передаются не меняясь. Иначе как объяснить, то во втором поколении после скрещивания растений с жёлтыми горошинами снова появились растения с зелёными горошинами.

Для доказательства гипотезы «чистоты гамет» Г. Мендель провёл ана­лизирующее скрещивание, т.е. скрещивание гетерозиготной особи и гомозиготной рецессивной особи. Г. Мендель рассуждал так: если гетерозиготная особь образует гаметы, в которых содержатся оба аллель­ных гена, всё потомство будет жёлтым:

Р Аа х аа

Г

F1 Аааа

Если же аллельные гены попадают в разные гаметы, то в потомстве должно быть расщепление в соотношении: 50% особей с доминантным признаком и 50% с рецессивным признаком:

Р Аа х аа

Г

F1 Аа, аа

Эксперимент подтвердил справедливость второго варианта: гетерозигота даёт два типа гамет. Следовательно, гипотеза «чистоты га­мет» верна.С открытием мейоза «гипотеза чистоты гамет» получила цитологическое подтверждение.

В настоящее время, анализирующее скрещивание использует­ся для установления гомозиготности или гетерозиготности организма по доминантному признаку. Известно, что рецессивный признак проявляется фенотипически только при гомозиготности рецессивного гена (аа), а доминантный признак проявляется как при гомозиготности доминантного гена (АА), так и при гетерозиготности (Аа). Анализирующее скрещивание заключается в том, что особь, генотип которой необходимо выяснить, скрещивается с особью, гомозиготной по рецессивному признаку. Полученные гибриды анализируются.

1 вариант 2 вариант

Р АА х аа Р Аа х аа

Г Г

F1 Аа F1 Аа, аа

Как видим из схемы, при анализирующем скрещивании в потомстве гомозиготной доминантной особи нет расщепления, гетерозиготная особь даёт расщепление в соотношении 1:1. Иначе говоря, наличие в потомстве первого поколения расщепления говорит о гетерозиготности организма по исследуемому признаку.

 

9. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков.

Дигибридное скрещивание – это скрещивание, при котором изучается наследование двух пар приз­наков, причем гены, контролирующие эти признаки, лежат в разных хро­мосомах.

· аллель (А) контролирует жёлтый цвет семян;

· аллель (а) контролирует зелёный цвет семян;

· аллель (В) контролирует гладкую форму семян;

· аллель (в) контролирует морщинистую форму семян.

Г. Мендель брал растения с семенами жёлтого цвета и гладкой формы и скрещивал их с растениями, дающими семена зелёного цвета и морщинистой формы. При скрещивании гомозиготных особей получилось единообразное по фенотипу потомство – все семена были жёлтые и гладкие.

Р ААВВ х аавв

Г

 
F1 АаВв

Затем Г. Мендель скрестил гибриды первого поколения между собой (самоопыление). В их потомстве наблюдалось расщепление признаков: 9 частей семян жёлтых гладких,

3 части семян жёлтых морщинистых, 3 части семян – зелёных гладких и I часть семян – зелёных морщинистых.

 

Р АаВв х АаВв

Г

 

Для записи дигибридного скрещивания удобно пользоваться решеткой Пеннета:

 

АВ Ав аВ ав
АВ ААВВ ААВв АаВВ АаВв
Ав ААВв ААвв АаВв Аавв
аВ АаВВ АаВв ааВВ ааВв
ав АаВв Аавв ааВв аавв

 

Расщепление по фен-пу: 9 частей семян Ж.Г.: 3 части семян Ж.м.: 3 части семян з.Г. : I часть семян з.м.

Затем Г. Мендель проанализировал расщепление отдельно по цвету и форме семян. Оказалось, что по окраске на 3 части жёлтых семян пришлась I часть зелёных. По форме наблюдалось такое же расщепле­ние: 3 части семян гладких на I часть морщинистых. Г. Мендель делает вывод: дигибридное скрещивание есть 2 моногибридных скрещивания, идущих независимо друг от друга. Математически это можно выразить так: (3+I)2 = 9+3+3+1.

На основе этого вывода Г. Мендель формулирует закон независимого наследования: "Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков".

 

10. Условия менделирования признаков. Менделирующие признаки человека.

У человека много признаков, которые при наследовании подчиняются законам Менделя. Такие признаки называются менделирующими признаками. Это могут быть как нормальные, так и патологические признаки.

Условия менделирования признаков.

1. моногенное наследование (1 ген = 1 признак).

2. гены отвечают за качественные признаки.

3. гены, отвечающие за развитие разных признаков, должны располагаться в разных хромосомах.

 

 

ЛЕКЦИЯ 6 Сцепленное наследо­вание признаков. Наследование признаков,







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 446. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.015 сек.) русская версия | украинская версия