Тема 1.15. Биологическая эволюция

Учебные вопросы

1. ДНК – носитель наследственной информации.

2. Ген.

3. Наследственность и изменчивость организмов.

1. ДНК – носитель наследственной информации

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.

Роль ДНК в клетках – долговременное хранение информации о структуре РНК и белках.

Нахождение ДНК в клетках

В клетках эукариотов ДНК находится:

- в ядре клетки в составе хромосом;

- в клеточных органоидах (митохондриях и пластидах).

Химический состав ДНК

ДНК состоит из нуклеотидов, азотистых оснований (аденина, гуанина, тимина и цитозина), сахаров (дезоксирибозы), фосфатной группы.

Структура молекулы ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – биополимер (полианион).

Различия между ДНК и РНК:

- в состав РНК входит сахар рибоза;

- в состав ДНК входит азотистое основание (пурины (аденин) [A], гуанин [G]);

- ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, которые стабилизированы водородными связями.

Генетический код – способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Матричное воспроизводство белков. Участок молекулы ДНК служит матрицей для синтеза одного белка.

Проведение наблюдений за денатурацией белка и репликацией ДНК.

Денатурация белка – термин биологической химии, означающий потерю белками их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.) вследствие нарушения пространственной структуры их молекул.

Репликация ДНК – процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, идущий во время синтетической фазы жизненного цикла клетки на матрице родительской молекулы ДНК.

2. Ген

Ген – единица генетического материала; участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития какого-либо признака.

Ген – функционально неделимая единица, один ген отвечает за один элементарный признак.

Зависимость гена

Проявления гена в виде признака зависят от взаимодействия с другими генами.

Функции гена:

- способность к изменчивости;

- формирование и передача по наследству отдельного признака или свойства клеток.

Характерные черты гена:

- линейно расположены в хромосомах клеточного ядра;

- подвергаются естественным мутациям;

- подвергаются искусственно наследуемым изменениям – мутациям;

- при передаче от родителей к потомкам происходит их перераспределение – рекомбинация.

3. Наследственность и изменчивость организмов

Наследственностью называется свойство организмов повторять в ряду поколений комплекс признаков.

Свойство наследственности – это передача признаков: особенности внешнего строения, физиологии, химического состава, характера обмена веществ, индивидуального развития и т. д.

Значение наследственности: обеспечивает сохранение видов на протяжении значительных промежутков (до сотен миллионов лет) времени.

Изменчивость — явление, противоположное наследственности.

Свойство изменчивости – это изменение комбинаций признаков или появление совершенно новых признаков у особей данного вида.

Значение изменчивости:

- обеспечивает его выживание;

- расширяет границы обитания видов;

- появляются новые признаки.

Виды изменчивости:

- наследственная изменчивость;

- ненаследственная изменчивость.

Наследственная (генотипическая) изменчивость связана с изменением генетического материала.

Ненаследственная (фенотипическая, модификационная) изменчивость — это способность организмов изменять свой фенотип под влиянием различных факторов.

Причины изменчивости

Модификационная изменчивость связана с изменением внешней среды обитания организма или его внутренней среды.

Комбинативная изменчивость связана с новым сочетанием неизменных генов родителей в генотипах потомства.

Норма реакции

Норма реакции – это граница фенотипической изменчивости признака, возникающей под действием факторов внешней среды.

Норма реакции определяется генами организма, поэтому норма реакции по одному и тому же признаку у разных индивидов различна.

Мутация

Мутации – это редкие, случайно возникшие стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном, целые хромосомы, части хромосом или отдельные гены.

Причины возникновения мутаций

- действие мутагенных факторов физического, химического или биологического происхождения.

Виды мутаций:

- спонтанные и индуцированные;

- вредные, полезные и нейтральные;

- соматические и генеративные;

- генные, хромосомные и геномные.

Спонтанные мутации – это мутации, возникшие ненаправленно, под действием неизвестного мутагена.

Индуцированные мутации – это мутации, вызванные искусственно действием известного мутагена.

Хромосомные мутации – это изменения структуры хромосом в процессе клеточного деления.

Размножение – свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни.

Виды размножений:

- половое – через половые клетки;

- бесполое – через соматические клетки.