유전학의 주제, 과제 및 방법

유전학-- 살아있는 유기체의 유전과 가변성 및 관리 방법에 대한 과학.체코의 저명한 과학자인 그레고르 멘델(Gregor Mendel, 1822-1884)이 다양한 완두콩을 교배할 때 확립한 유전법칙에 근거했습니다. 유전 - 종이나 개체군의 구조, 기능 및 발달 특성을 일련의 세대에 걸쳐 보존하고 전달하는 것은 모든 생물의 양도할 수 없는 속성입니다.유전은 생명체의 불변성과 다양성을 보장하고 유기체의 특성과 특성 형성에 책임이 있는 유전적 성향의 전달을 뒷받침합니다. 유전으로 인해 일부 종(예: 데본기 시대에 살았던 교차 지느러미 실러캔스 물고기)은 수억 년 동안 거의 변하지 않고 이 기간 동안 수많은 세대를 번식했습니다. 개인마다 차이가 있기 때문에 다른 유형, 그리고 같은 종, 변종, 품종 등. 이것은 유전이 변이와 불가분의 관계가 있음을 나타냅니다. 가변성 - 개체 발생 과정에서 유기체가 새로운 특성을 획득하고 오래된 특성을 잃는 능력.가변성은 모든 세대에서 개별 개인이 서로 및 부모와 다소 다르다는 사실로 표현됩니다. 그 이유는 모든 유기체의 징후와 특성이 두 가지 요인, 즉 부모로부터받은 유전 정보와 각 개인의 개별 발달이 일어난 특정 환경 조건의 상호 작용의 결과이기 때문입니다. 환경 조건은 결코 동일하지 않기 때문에 같은 종이나 변종(품종)의 개체일지라도 동일한 유전자형을 가진 유기체가 종종 표현형, 즉 외부 특성에서 서로 현저하게 다른 이유가 명확해집니다. 여러 세대에 걸쳐 유기체의 특성과 특성이 보존되도록 보장하고, 다양성은 유전 정보 또는 환경 조건의 변화 결과로 새로운 형질의 형성을 결정합니다. 유전학의 임무유전과 가변성의 확립된 일반 법칙을 따릅니다. 이러한 작업에는 다음과 같은 연구가 포함됩니다. 1) 유전 정보의 저장 및 전달 메커니즘 부모 양식자회사에; 2) 유전자의 통제와 환경 조건의 영향하에 개별 발달 과정에서 유기체의 징후와 특성의 형태로이 정보를 구현하는 메커니즘; 3) 모든 살아있는 존재의 다양성의 유형, 원인 및 메커니즘; 4) 유기 세계의 진화를 주도하는 요인으로서 유전, 가변성 및 선택 과정 간의 관계 유전학은 또한 많은 중요한 실제 문제를 해결하는 기초입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 1) 가장 효과적인 유형의 하이브리드화 및 선택 방법 선택; 2) 사람에게 가장 중요한 결과를 얻기 위한 유전적 특성의 발달 관리; 3) 유전적으로 변형된 형태의 살아있는 유기체의 인공 생산; 4) 유해한 돌연변이 유발 효과로부터 야생 동물을 보호하기 위한 조치 개발 다양한 요인유전성 인간 질병, 농작물 및 동물의 해충 퇴치를 위한 외부 환경 및 방법; 5) 생물학적 활성 화합물의 고효율 생산자를 확보하고 미생물, 식물 및 동물의 선택에 있어 근본적으로 새로운 기술을 만들기 위한 유전 공학 방법의 개발 다양한 조직 수준에서의 유전 및 변이 연구 유전학의 생물 (분자, 세포, 유기체, 인구), 현대 생물학의 다양한 방법이 사용됩니다. 잡종 학적, 세포 유전 학적, 생화 학적, 계보 학적, 쌍둥이, 돌연변이그러나 유전의 법칙을 연구하는 수많은 방법 중에서 하이브리드 방법이 중심을 차지합니다. 그 본질은 하나 이상의 특성이 서로 다른 유기체의 교배 (교배)에 이어 자손 분석에 있습니다. 이 방법을 사용하면 유성 생식 중 유기체의 개별 특성 및 특성의 유전 패턴 및 가변성, 유전자 및 그 조합의 가변성을 분석할 수 있습니다.

유전학은 생물의 유전과 변이 현상을 연구하는 과학입니다. 연구 대상에 따라 식물, 동물, 인간, 미생물 및 기타 생물학적 대상의 유전학이 구별됩니다. 연구 방법에 따라 유전학은 생화학, 생리학, 분자학, 인구학, 의료, 수의학, 환경, 우주, 생명 공학 등으로 나뉩니다.

유전학은 유전자와 염색체, 유전자 운반체, 그리고 보이지 않는 유전자가 어떻게 눈에 보이는 형질이나 산물을 생산하는지 연구합니다.

유전학이 연구한 주요 이론적 문제:

1. 유전 정보가 암호화되고 저장되는 위치와 방법.

2. 유전 정보가 세포에서 세포로, 세대에서 세대로 전달되는 방식.

3. 유전 정보는 개체 발생 과정, 즉 개체의 개별 발달에서 어떤 방식으로 실현됩니까?

4. 돌연변이 과정에서 유전 정보의 변화는 무엇입니까?

유전학─ 라틴어 단어에서 제네오 -낳다 또는 그리스어에서 고 제네시스 -이 이름은 1906년 영국의 동물학자 W. Batson에 의해 다음과 같은 정의로 제안되었습니다.

유전학─ 유전 및 가변성의 법칙에 대한 과학, 동물, 식물 및 기타 유기적 형태 사이에서 기원이 서로 관련된 유기체 간의 유사점과 차이점을 결정하는 법칙을 이해하려고 합니다.유전학은 부모에서 자손으로 형질이 전달되는 패턴을 설명하고 이러한 형질이 유전되는 법칙을 보여줍니다.

유전─ 그것은 유기체가 자신의 특성과 특성을 자손에게 전달하여 자신의 종류를 번식하는 능력입니다.유전은 그 운반체와 유전 경향의 발현 패턴으로 인해 현상의 전체 복합체입니다. 유전학에서 "유전"이라는 용어와 함께 "상속"및 "유전 가능성"이라는 용어가 사용됩니다. 상속 ─ 유전 성향이나 유전 정보를 부모로부터 대대로 후손에게 전달하는 과정입니다. 유전성 유전적 차이로 인한 전반적인 표현형 변이의 일부입니다.

유전을 구별하십시오 핵(염색체) 및 핵외(세포질)... 핵 유전은 핵 염색체의 유전자에 의해 결정되며 유기체의 대부분의 특성과 특성으로 확장됩니다. 핵 외 ─ 자체 유전자(미토콘드리아, 식물 색소체, 원생 ​​동물 세포의 섬모 마이크로바디)가 있는 세포의 세포질에 소기관이 있기 때문입니다.

참, 거짓 및 과도기 유전을 할당하십시오.

진정한 유전 핵과 세포질 소기관의 염색체에 위치한 신체 자체 유전자의 작용과 관련이 있습니다.

거짓 상속 ─ 이것은 환경의 작용으로 인한 징후와 속성의 세대에 나타나는 징후입니다. 양배추 나비 애벌레에서 녹색 착색은 양배추 잎을 먹은 결과 발생하여 식물과 비슷한 색상의 새로부터 보호합니다.

일시적인 상속 참 유전과 거짓 유전을 결합합니다. 한 가지 예는 관련이 없지만 친척에게는 무해한 다른 박테리아의 균주를 죽이는 독성 물질을 생성하는 일부 박테리아 균주의 능력입니다.

유전학이 연구하는 두 번째 속성은 가변성입니다.

가변성 -유전 및 비 유전 요인의 영향으로 유기체가 변화하는 능력입니다.

다양한 형태의 가변성이 있으며 그 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다. 유전 (유전자형) 및 비유전적 ... 유전은 다음과 같이 나뉩니다.

1. 조합 , 감수 분열 I (생식 세포 분열)에서 염색체의 교차로 인해 자손에서 발생하여 부계와 모성 형태의 특성이 재조합됩니다.

2. 개체 유전학 - 부모로부터받은 유전 정보를 기반으로 성장 및 발달 과정에서 유기체의 개별 발달 과정 및 세포 분화 과정의 변화를 제공합니다.

3. 돌연변이 - 돌연변이 유발 요인(방사선, 유해 화학 물질, 독성 물질 등)이 세포의 유전 장치(염색체 및 DNA)에 미치는 영향의 결과로 발생하여 모든 발달에 대한 유전 정보의 변화를 초래합니다. 특성.

비 유전적 다양성에는 다음이 포함됩니다.

1. 상관 관계 ─ 기호 사이에 관계가 있으며, 이는 다른 하나의 변화의 영향으로 그 중 하나의 변화를 결정합니다. 예를 들어, 양의 생체중이 증가하면 양모의 전단이 증가합니다. 양의 상관관계가 있고 젖소의 우유 생산량이 증가하면 우유의 지방 함량이 감소합니다. 음의 상관관계가 있습니다.

2. 가감 - 외부 조건에 의해 발생하며 유전자형에 고정되어 있지 않습니다.

사실, 가변성의 모든 현상은 유전 및 환경 조건과 상호 연결되어 있습니다. 따라서 가변성은 유기체의 보편적 속성이자 진화의 주요 요인 중 하나이며 개인과 기초의 적합성을 보장합니다. 자연 선택인간이 안내하는 번식 과정뿐만 아니라.

유전 연구를 위한 방법. 이전에 나열된 문제를 연구할 때 다음과 같은 유전 연구 방법이 사용됩니다.

1. 분자 ─ 유전 정보의 보존, 전송 및 구현을 보장하는 핵산 DNA 및 RNA인 주요 대상.

2. 세포유전학 ─ 세포 수준에서 유전 현상에 대한 연구입니다. 이 방법은 세포의 염색체, 세포질 소기관의 수, 크기, 모양, 물리화학적 특성 및 변화의 원인을 연구하고 다양한 유전 질환의 유전적 원인을 밝히고 신체에 영향을 미치는 요인의 돌연변이 위험을 평가할 수 있습니다.

3. 하이브리드 방법 – 사전 선택된 부모 개인의 교배 시스템과 연구 된 성격의 표현 특성에 따라 결과 자손에 대한 평가가 포함됩니다.

4. 모노솜 ─ 이것은 형질을 담당하는 특정 염색체에서 유전자의 위치를 ​​결정하는 것입니다.

5. 재조합 ─ 현상으로 인해 DNA 가닥 또는 염색체의 다른 부분 사이의 교환 결과로 나타나는 새로운 유전자 조합의 효과에 대한 연구입니다. 건너.

6. 족보 방법 - 어느 정도의 친족과 관련된 사람, 동물 또는 기타 유기체 그룹의 특성 유전을 연구할 수 있는 하이브리드 옵션 중 하나. 기본 이 방법가계의 편집, 세대에 따른 질병의 식별 및 등록, 그리고 유전의 특성입니다.

7. 트윈 방식 ─ 특정 환경 요인의 영향 및 개인의 유전자형과의 상호 작용을 연구하고 형질의 전체 가변성에서 유전형 및 변형 가변성의 상대적 역할을 식별하는 데 사용됩니다.

8. 돌연변이 방법 (돌연변이 유발) 형질 또는 특성의 변화에 ​​대한 세포, DNA, 염색체의 유전 장치에 대한 돌연변이 유발 요인의 영향의 본질을 설정할 수 있습니다.

9.인구통계법 돌연변이 및 선택의 영향으로 후자의 구조 변화를 확립하기 위해 인구의 유전 현상 연구에 사용됩니다. 이 방법은 현대 동물 사육의 이론적 기초입니다.

10.표현학적 방법 동물의 개체 발생에서 연구 된 특성 및 특성의 발달에 대한 유전자 및 환경 조건 (섭식 및 유지 관리)의 영향 정도를 설정할 수 있습니다.

각 방법의 핵심은 통계 분석입니다. - 생체 인식 방법. 얻은 데이터의 신뢰성 정도를 결정할 수 있는 일련의 수학적 기술입니다.

유전 발달의 주요 단계, 그 성과 및 추가 개발 방법. 수세기 동안 생식 세포가 신체의 모든 부분에서 형성된 다음 혈관을 통해 생식 세포로 들어간다는 판 생성 이론이 우세했습니다.

도메인델의 첫 번째 단계(1865년까지)유전 연구의 과학적 토대는 1694년 식물의 바닥을 발견한 카메리리우스에 의해 세워졌다고 믿어집니다. 54종의 잡종을 연구한 I. Kelreiter(1761)는 꽃가루가 모식물과 같은 방식으로 형질을 자손에게 전달한다는 사실을 발견하여 귀중한 데이터를 얻었습니다.

Charles Darwin은 그의 작품 "종의 기원"(1859)과 후속 작품에서 유전과 변이 현상에 대한 연구에서 실천가와 박물학자의 경험과 관찰을 일반화했습니다. 추진 요인유기적 자연의 진화.

두 번째 단계는 G. Mendel의 법칙의 재발견입니다. 1900년에 네덜란드의 G. de Vries, 독일의 K. Correns, 오스트리아의 E. Chermak은 식물 잡종에서 형질의 유전에 대해 얻은 결과가 G. Mendel의 데이터와 완전히 일치한다는 것을 독립적으로 확립했습니다. 몇 년 전에 그는 유전 규칙을 공식화했습니다. G. de Vries는 G. Mendel이 세운 규칙을 다음과 같이 불러야 한다고 제안했습니다. 형질의 유전 법칙.

세 번째 단계는 고전 유전학의 시대입니다. (1901-1953gg.) 시작됨 집중 개발유전과 변이의 과학. 유전학 발달에서 중요한 역할은 닭, 나비, 실험실 설치류의 형질 유전을 연구한 W. Batson의 연구에 의해 수행되었습니다. 스웨덴 과학자 G. Nilsson-Ehle - 정량적 특성 및 중합의 유전학; "유전자", "유전자형", "표현형"이라는 용어가 제공된 순수 계통의 교리를 만든 Dane V. Johannsen. T. Boveri의 세포학적 연구에 따르면

감수 분열에서 염색체의 행동과 잡종에서 형질의 유전으로 수정하는 동안 평행선의 존재를 발견했습니다.

네 번째 단계는 현대적입니다. M. Nirenberg와 S. Ochao가 유전자 코드를 해독한 1961년에 시작됩니다. DNA에는 각 종과 개체에 특정한 유전 정보가 포함되어 있음이 밝혀졌습니다. 1969년 미국에서 G. Korana와 그의 동료들은 화학적 수단으로 신체 외부에서 DNA 분자의 일부를 합성했습니다. 이 부분은 빵 효모의 알라닌 tRNA 유전자입니다. 2001년 미국 회사인 Selera는 사람의 게놈(성염색체에 있는 유전자 집합)을 해독하는 데 성공했다고 발표했습니다.

현재 유전학 연구는 다음과 같은 주요 문제를 연구하는 것을 목표로 합니다.

충분한 양의 신세대 의약품, 비타민, 필수 아미노산, 사료 및 식품 단백질, 생물학적 식물 보호 제품 등을 얻기 위한 유전 공학 분야

개체 발생에서 유전자 작용의 조절 및 제어, 형질의 유전 정보 구현, 유전자 제어 방법의 개발, 동물의 생산성 증가, 질병 저항성;

새로운 균주의 미생물, 식물 품종, 계통 및 동물 품종을 만들 때 필요한 유전적 변화를 얻을 수 있도록 돌연변이 과정을 관리하는 방법의 개발

다른 종의 동물과 새의 암컷 또는 수컷을 의도적으로 얻을 수 있도록 하는 성 조절;

핵이 제거된 난자, 체세포에서 가져온 새로운 난자에 이식하여 유기체의 유전자 복제;

방사선, 화학적 및 생물학적 돌연변이원의 돌연변이 유발 효과로부터 개체군 및 동물의 유전 보호

인간과 동물의 유전병과 싸우고 질병에 저항하는 새로운 품종을 만듭니다.

문헌: 1 (p. 3-16).

활동 유형: 연구실. 시간: 2시간.

표적.유전 과학의 주요 조항, 연구 방법, 형성 단계 및 해결하는 문제를 연구합니다.

재료 지원:포스터, 계획.

연습 1.유전, 유전, 유전 가능성, 변이성, 유전 연구 방법의 개념을 이해합니다.

통제 질문:

1. 유전학 ─ 유전과 변이에 대한 과학과 유전학에서 연구하는 문제. 유전과 가변성의 본질.

2. 유전학에서 사용되는 연구 방법.

3. 유전학 발달의 주요 단계. 현대 유전학의 성취와 그 발전 방법.

4. 야생 및 가축의 진화에서 유전과 변이의 역할.

5. 유전학과 다른 과학의 관계 및 의학, 수의학, 축산 사육의 이론과 실천에 대한 유전학의 중요성.

요약 – 10 분.

주제, 작업 및 징계 방법. 유전의 역사. 유명한 과학자.

유전학(그리스어에서 유래. 창세기 - 기원), 유전 법칙과 유기체의 가변성 및 이를 관리하는 방법에 대한 과학.

주제연구 과학은 여러 세대에 걸친 형질의 유전, 가변성 및 유전 패턴입니다.

유전은 유기체의 특성과 발달 특성을 자손에게 전달하는 양도할 수 없는 속성입니다. 유전으로 인해 유기체의 존재가 가능하며 역사적 진화 측면에서 상당히 오랜 기간 동안 캐릭터의 상대적 불변성을 특징으로합니다.

형질의 유전과 변화는 유기체의 번식에 의해 보장됩니다. ~에 다른 방법들번식, 새로운 유기체의 발달 시작의 기초는 성 또는 체세포가 될 수 있습니다. 현재, 형질의 유전과 가변성을 담당하는 세포의 물질적 구조인 염색체와 유전자로 구성된 염색체 자체의 미세 구조가 모두 확인되었습니다.

유전학 연구의 주제는 유전의 물질적 구조뿐만 아니라 유전 형질의 전달 과정뿐만 아니라 개체 발생 과정에서 이러한 형질의 발현에 영향을 미치는 요인입니다. 유전의 개념에는 특정 단백질 분자의 구성을 결정하는 유전자의 특성, 형질의 발달 및 유기체의 구조 계획이 포함됩니다. 상속은 한 세대에서 다른 세대로 신체의 유전 속성을 전달하는 데 적용되는 법칙을 반영합니다.

유전과 함께 유전학은 유기체 특성의 불변 상태의 반대 범주인 가변성을 연구합니다. 가변성은 유기체가 변화하는 조건에 적응할 수 있는 능력을 제공합니다. 다른 메커니즘: 돌연변이, 조합 변화, 외부 및 내부 요인의 영향으로 기존 유전자의 발현 정도. 따라서 유전과 가변성의 속성은 지구라는 단어의 넓은 의미에서 생명을 보존하는 능력을 제공합니다.

유전학의 공식적인 탄생일은 1900년 봄으로 간주되지만, 기본적으로 현대적인 전망유전의 물질적 기초는 이산 유전의 법칙을 발견한 그레고리 멘델에 의해 제시되었습니다. 그는 1865년 3월 8일 자신의 연구 결과를 Brno Society of Naturalists에 보고했으며, 이듬해 말에는 그의 보고서 요약이 The Society of Naturalists의 다음 권에 출판되었습니다. 식물 잡종에 대한 실험이라는 제목이 붙었습니다. 그러나 이 작업은 실제로 눈에 띄지 않았습니다.

이 발견의 시기는 35년 후, 세 명의 과학자가 서로 독립적으로 세 곳에서 다른 나라, 다른 개체에 대해 잡종 자손의 형질 상속의 가장 중요한 패턴 중 일부를 발견했습니다. Hugo de Vries (네덜란드) - 양귀비 및 기타 식물에 대한 작업을 기반으로 "분할 잡종의 법칙에 대해"보고되었습니다. Karl Correns(독일)는 옥수수에 동일한 쪼개기 패턴을 설정하고 Erik von Cermak(오스트리아)는 완두콩에 대해 동일한 패턴을 설정했습니다.

이 과학자들의 출판 이후, 그들은 그레고르 멘델이 발견하고 1865년에 그가 개괄한 패턴만을 "재발견"한 것으로 밝혀졌습니다.

유전과 변이에 대한 과학의 발전은 특히 유기체의 진화를 연구하는 역사적 방법을 생물학에 도입한 종의 기원에 관한 Charles Darwin의 가르침에 의해 촉진되었다는 점을 강조해야 합니다.

유전학의 주요 임무유전과 변이의 법칙에 대한 지식과 이러한 법칙의 실제 사용 방법을 찾는 데 있습니다. 이러한 방향은 밀접하게 관련되어 있습니다. 실용적인 문제의 해결은 근본적인 유전 문제 연구에서 얻은 결론을 기반으로 함과 동시에 이론적 개념을 확장하고 심화하는 데 중요한 사실 데이터를 제공합니다.

살아있는 유기체를 특성화하는 데 사용되는 주요 기준 (형태 학적, 생리 학적, 생화학적, 번식 방법)을 고려하면 유전학에서 연구하는 네 가지 주요 이론적 문제를 공식화하는 것이 편리합니다.

첫째, 유전정보의 저장 문제이다. 세포의 어떤 물질적 구조에 유전 정보가 포함되어 있고 어떻게 암호화되어 있는지 연구합니다.

둘째, 유전 정보 전달 문제. 세포에서 세포로, 그리고 세대에서 세대로 유전 정보가 전달되는 메커니즘과 패턴이 연구되고 있습니다.

셋째, 유전정보 구현의 문제이다. 유전 정보가 발달하는 유기체의 특정 기능에 어떻게 구현되어 환경의 영향과 상호 작용하는지 연구합니다. 환경의 영향은 어느 정도 이러한 기능을 때로는 크게 변경합니다.

넷째, 유전정보의 변화 문제이다. 이러한 변화의 유형, 원인 및 메커니즘이 연구되고 있습니다.

유전과 변이의 근본적인 문제에 대한 연구에서 얻은 결론은 유전학이 직면한 응용 문제를 해결하는 기초가 됩니다.

유전학의 현대적 과제는 유전과 다양성을 특징짓는 확립된 일반 법칙을 따릅니다.

현대 유전학의 과제는 기본적인 자연 현상에 대한 지식에 대한 과학의 전망과 잠재력을 드러내는 이러한 이론적 문제에 대한 연구에만 있는 것이 아닙니다. 과학은 또한 많은 실질적인 목표를 달성하는 데 중요한 보다 긴밀한 작업에 직면해 있습니다. 유전학의 사용으로 문제가 해결되는 인간 활동 영역은 의학, 농업, 식품 기술, 폐기물 처리 및 다양한 오염 물질 퇴치, 생명 공학과 관련된 새로운 산업과 관련됩니다.

유전학이 직면한 다양한 과제는 다양한 연구 분야와 형태를 결정합니다. 유전학의 많은 부분,이론적 및 실제적 관심을 모두 나타냅니다. 일반 또는 "고전적인" 유전학 섹션 중에서 주요 섹션은 유전 분석, 유전에 대한 염색체 이론의 기초, 세포 유전학, 세포질(핵외) 유전, 돌연변이, 변형입니다. 분자 유전학, 개체 발생 유전학(표현 유전학), 집단 유전학(집단의 유전 구조, 소진화에서 유전 인자의 역할), 진화 유전학(종분화 및 대진화에서 유전 인자의 역할), 유전 공학, 체세포 유전학, 면역 유전학 , 개인 유전학 - 유전학 박테리아, 바이러스 유전학, 동물 유전학, 식물 유전학, 인간 유전학, 의학 유전학그리고 많은 다른 사람들. 등. 유전학의 최신 분과인 유전체학은 유전체의 형성과 진화 과정을 연구합니다.

유전적 방법

다른 과학과 마찬가지로 유전학에도 고유한 연구 방법이 있습니다. 지식의 발달과 축적 과정에서 유기체의 유전과 다양성을 연구하는 새로운 방법이 나타납니다. 유전학의 다양한 방법은 연구 대상과 구조의 다양성에 의해 결정됩니다. 유전학의 고전적인 방법은 다음과 같습니다.

1. 하이브리드 학적 방법 - 하나 또는 여러 특성이 서로 다른 유기체의 교차 (혼성화). 이러한 십자가의 자손을 잡종이라고 합니다.

2. 계보 방법 (가계 방법) - 여러 세대에 걸쳐 한 사람의 특성 유전에 대한 연구. 자손에게 전파될 가능성을 예측할 수 있습니다. 유전 질환.

3. 쌍둥이 방법 - 일란성 쌍둥이의 징후 발현에 대한 연구. 표현형 형성에서 외부 환경의 역할을 평가할 수 있습니다.

4. 세포 유전학 방법 - 염색체의 수, 모양 및 크기에 대한 연구. 염색체 및 게놈 돌연변이를 감지할 수 있습니다.

5. 생화학 적 방법 - 유전성 대사 장애 연구. 유전자 돌연변이를 감지할 수 있습니다.

6. 개체군 방법 - 개체군에서 유전자 및 유전자형의 발생 빈도에 대한 연구. 인간 인구의 이형 접합 및 다형성(이질성) 정도에 대한 정보를 제공합니다.

에 현재 단계개발, 분자 유전학의 성공은 유전 연구의 4가지 새로운 방향의 출현을 위한 전제 조건을 만들었습니다. 주로 응용 자연의, 주요 목표는 원하는 방향으로 유기체의 게놈을 변경하는 것입니다. 이 분야에서 가장 빠르게 성장한 분야는 다음과 같습니다. 1. 유전 공학 및

2. 체세포의 유전학.

유전 공학은 유전(개별 유전자의 인공 전달)과 염색체(염색체 및 그 단편의 인공 전달)로 세분화됩니다. 1972년 미국 P. Berg 연구소에서 개발이 시작된 유전공학 방법은 의약품(인간 인슐린, 인터페론, B형 간염 백신, AIDS 진단 등). 그들의 도움으로 다양한 유전자 변형 동물이 얻어졌습니다. 콩과 식물 유전자에 의해 코딩되는 저장 단백질이 풍부한 감자 및 해바라기 식물, 및 옥수수 유전자에 의해 코딩되는 단백질이 풍부한 해바라기 식물이 수득된다. 토양 박테리아에서 농작물에 질소 고정 유전자를 전달하기 위해 전 세계의 많은 실험실에서 수행된 작업은 매우 유망합니다. 질병의 원인이 되는 돌연변이 유전자를 대체하기 위해 '건강한' 유전자를 환자의 몸에 도입함으로써 유전병을 치료하려는 시도가 이루어지고 있다. 다른 유기체에서 많은 유전자를 분리할 수 있게 하고 발현 조절에 대한 지식을 확장할 수 있었던 재조합 DNA 기술의 발전으로 우리는 이전에는 환상적으로 보였던 아이디어가 구현되기를 희망합니다.

염색체 공학 방법은 체세포의 2배체 핵을 핵이 제거된 포유동물의 난자에 이식하고 그러한 난자를 ​​여성의 자궁에 도입하여 착상을 위해 호르몬으로 준비하는 것을 허용합니다. 이 경우 체세포를 채취한 개체와 유전적으로 동일한 자손이 태어납니다. 이러한 후손은 이 개체로부터 무제한으로 얻을 수 있습니다. 즉, 유전적으로 복제할 수 있습니다.

2. 체세포의 유전학은 식물, 동물 및 인간의 체세포에 대한 연구에 의해 수행됩니다. 번식하여식물 세포 - 돌연변이 유발과 함께 약용 알칼로이드 (향기로운 회, rauwolfia) 생산자는 세포 덩어리에서 이러한 알칼로이드의 함량이 10-20 배 증가합니다. 영양 배지에서 세포를 선택하고 세포 캘러스에서 전체 식물을 연속적으로 재생함으로써 다양한 제초제 및 토양 염분에 내성이 있는 다양한 재배 식물이 사육되었습니다. 교잡으로다른 종 및 식물 속의 체세포, 성 교잡이 불가능하거나 매우 어렵고, 세포 캘러스로부터의 후속 재생은 다른 잡종 형태(양배추-순무, 재배 감자-야생 종 등)를 생성했습니다.

동물 체세포 유전학의 또 다른 중요한 성과는 단일 클론 항체가 얻어지는 하이브리드의 생성이며, 이는 고도로 특이적인 백신을 생성하고 효소 혼합물에서 필요한 효소를 분리하는 역할을 합니다.

아직 연습용으로 매우 유망합니다. 두 분자 유전 방향 - 3. 부위 특이적 돌연변이 유발 및 4. 안티센스 RNA 생성... 부위 특이적 돌연변이 유발(제한 엔도뉴클레아제 또는 이의 상보적 DNA에 의해 분리된 특정 유전자의 돌연변이 유도 후 돌연변이 유전자를 게놈에 삽입하여 비돌연변이 대립유전자를 대체) 최초로 원하는 유도, 무작위 유전자 돌연변이가 아니라 박테리아와 효모에서 표적 유전자 돌연변이를 얻는 데 이미 성공적으로 사용되었습니다.

1981년 미국에서 일하는 일본 면역학자 D. Tomizawa에 의해 처음으로 밝혀진 안티센스 RNA는 특정 단백질 합성 수준의 표적 조절뿐만 아니라 종양 유전자 및 바이러스의 표적 억제에 사용될 수 있습니다. 게놈. 이러한 새로운 유전적 방향에서 수행된 연구는 주로 응용 문제를 해결하는 것을 목표로 했습니다. 동시에 그들은 게놈의 구성, 유전자의 구조와 기능, 핵의 유전자와 세포 소기관 간의 관계 등을 이해하는 데 근본적인 기여를 했습니다.

유전학의 주제, 방법 및 의의

매개변수 이름	의미
기사 주제:	유전학의 주제, 방법 및 의의
카테고리(테마 카테고리)	유전학

1장

유전학의 주제. 유전학(그리스 기원에서 유래)은 유기체의 유전과 가변성에 관한 과학입니다. "유전학"이라는 용어는 1906년에 제안되었습니다. W. 배트슨. 유전은 특정 환경 조건에서 개인 발달의 특정 특성을 결정하는 것뿐만 아니라 세대 간의 물질적 및 기능적 연속성을 보장하는 생명체의 속성입니다. 유전은 생명의 재생산이다(N.P.Dubinin). 다양성은 여러 특성과 속성에서 유기체 사이의 차이의 출현입니다.

유전, 가변성 및 선택은 진화의 기초입니다. 그들 덕분에 지구에는 엄청나게 다양한 생물이 생겨났습니다. 돌연변이는 진화의 주요 재료를 제공합니다. 선택의 결과로 유전 덕분에 긍정적 인 특성과 속성이 보존되어 대대로 전달됩니다. 유전 및 가변성의 패턴에 대한 지식은 새로운 품종의 동물, 식물 품종 및 미생물 계통의 더 빠른 생성에 기여합니다.

S. M. Gershenzon은 유전학에서 연구한 네 가지 주요 이론적 문제를 식별합니다.

1) 유전 정보의 저장(유전 정보가 암호화되는 위치 및 방법)

2) 세포에서 세포로, 세대에서 세대로 유전 정보의 전달;

3) 개체 발생 과정에서 유전 정보의 구현;

4) 돌연변이 과정에서 유전 정보의 변화. 유전학의 급속한 발전은 그것이 열린다는 사실과 관련이 있습니다.

* 삶의 현상에 대한 오해와 그것을 관리하는 방법을 설명합니다. 오늘날 유전학은 생물학의 핵심입니다. 유전학, 육종, 수의학, 생화학 및 기타 과학의 점점 더 긴밀한 통합이 관찰되고 있습니다. 유전학과 수의학의 융합으로 인해 수의학적 유전자가

수의 유전학 - 유전자의 유전을 연구하는 과학은 동물의 생산성, 질병 저항성을 높이고 원치 않는 형질의 발현을 억제합니다.

3) 임무는 새로운 균주의 미생물, 식물 품종, 계통 및 동물 품종을 만들 때 필요한 유전적 변화를 얻을 수 있도록 돌연변이 과정을 관리하는 방법을 개발하는 것입니다.

4) 동물의 성 조절 문제가 연구되고 있습니다. 지금까지 누에의 성 조절과 관련하여 해결되었습니다.

유전적 소인이 있는 체세포 기형 및 질병에서 채취한 핵을 동물의 유전자 복제, 즉 자신의 유전 물질을 제거한 난자에 이식, 진단 방법 개발, 유전 예방 및 선택에 대한 유망한 연구가 진행 중입니다. 질병에 대한 저항을위한 동물의. 수의 유전학의 임무는 다음과 같습니다.

1) 유전적 이상에 대한 연구;

2) 유전적 기형의 이형 보인자를 식별하는 방법의 개발;

3) 집단에서 유해한 유전자의 확산 및 제거의 통제(모니터링);

4) 질병과 관련된 동물의 세포유전학적 분석;

5) 면역 유전학 연구;

6) 미생물의 병원성 및 독성의 유전학 및 미생물 및 거대 유기체의 상호 작용에 대한 연구;

7) 유전 적 소인이있는 질병 연구;

8) 질병에 대한 유기체의 내성의 조기 탐지(즉, 마커) 방법의 개발, 다음을 포함합니다. 감염 배경이 없는 경우;

9) 동물의 유전 기구에 대한 유해 환경 물질의 영향 연구;

10) 유전적으로 결정된 동물의 반응 연구 약물;

11) 유전 적 부하가 낮고 특정 환경 조건에 적합한 질병에 대한 내성, 무리, 계통, 유형, 품종의 생성. 마지막 두 가지 문제는 육종 및 수의 유전학 연구 주제입니다.

12) 질병 등에 대한 동물의 저항력을 높이기 위해 생명 공학 방법을 사용합니다.

유전법. 분자, 세포, 유기체 및 개체군 수준에서 유전 및 가변성 현상은 다음과 같은 기본 방법을 사용하여 연구됩니다.

잡종학적 분석은 형질과 속성의 유전을 결정하기 위해 여러 세대에 걸친 교배 시스템의 사용을 기반으로 합니다. 하이브리드 학적 분석은 유전학의 주요 방법입니다.

계보학 방법은 가계를 사용하여 형질의 유전 패턴을 연구하는 것으로 구성됩니다. 유전 질환. 이 방법은 주로 인간과 천천히 번식하는 동물의 유전 연구에 사용됩니다.

세포 유전학적 방법은 염색체의 구조, 복제 및 기능, 염색체 재배열 및 염색체 수의 가변성을 연구하는 데 사용됩니다. 세포 유전학의 도움으로 염색체 구조의 위반 및 수의 변화와 관련된 다양한 질병 및 이상이 식별됩니다.

인구통계법 적용

토마스 기트 모건 (1866-1945)

그레고르 요한 멘델(1822-1884)

교배 결과 처리, 형질 간의 관계 연구, 집단의 유전 구조 분석, 집단 내 유전적 변이의 확산 등에 사용

면역유전학적 방법에는 혈액형, 단백질 및 조직의 혈청 효소를 연구하는 데 사용되는 혈청학적 방법, 면역전기영동 등이 있습니다. 이를 통해 면역 비호환성을 확립하고 면역 결핍증, 쌍둥이의 모자이크 현상 등을 식별 할 수 있습니다.

개체 발생 방법은 다양한 환경 조건에서 개체 발생에서 유전자의 작용과 발현을 분석하는 데 사용됩니다. 생화학적, 생리학적 및 기타 방법은 유전 및 변이 현상을 연구하는 데 사용됩니다.

유전 발달의 단계. 유전학의 생년월일은 G. de Vries, K. Correns 및 E. Cermak이 G. Mendel(1865)의 법칙을 재발견했을 때 1900 ᴦ로 간주됩니다. 유전의 발달은 세 단계로 구분할 수 있습니다.

첫 번째 (1900-1925 ᴦ.) - 고전 유전학의 단계. 이 기간 동안 G. Mendel의 법칙은 여러 종의 식물과 동물에서 재발견되고 확인되었으며 유전에 대한 염색체 이론이 만들어졌습니다(T. G. Morgan).

두 번째 (1926 년에서 1953 년까지 ᴦ.) - 인공 돌연변이 유발에 대한 광범위한 개발 단계 (G. Möller 및 기타). 이때 유전자의 복잡한 구조와 단편화가 나타나 생화학적, 개체군, 진화유전학의 기초가 놓였으며, DNA 분자가 유전정보의 운반체라는 것이 증명되었다(O. Avery 등). 수의 유전학의 기초가 놓였습니다.

세 번째(1953년 이후)는 분자 수준에서 유전 현상에 대한 연구를 특징으로 하는 현대 유전학의 단계입니다. DNA 분자의 구조가 발견되고(F. Crick, J. Watson), 유전자 코드가 해독되고(F. Crick, M. Nirenberg, S. Ochoa, D. Mattei 등), 유전자가 화학적으로 합성되었습니다( G. 코라나).

니콜라이 즐론프 바빌로프(1Sh-1943)

오늘날 유전 공학이 성공적으로 발전하여 한 유기체에서 다른 유기체로 유전자를 전달할 수 있게 되었습니다. 미생물과 식물의 유전학 분야에서 괄목할 만한 성과를 거두었습니다.

러시아 과학자들은 유전학 발전에 큰 공헌을 했습니다. 과학 유전 학교는 N. K. Koltsov, Yu. A. Filipchenko, N. I. Vavilov, A. S. Serebrovsky에 의해 설립되었습니다. G. A, Nadson 및 G. S. Filippov는 인공 돌연변이로 얻은 것입니다. NI Vavilov는 유전적 변동성의 상동 계열 법칙을 공식화했습니다. GD Karpechenko는 먼 잡종에서 불임을 극복하는 방법을 제안했습니다. A. S. Serebrovsky 등.
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유전자의 복잡한 구조와 분획을 보여주었다. SS Chetverikov는 인구 유전학 교리의 창시자입니다. BL Astaurov는 누에를 사용하여 성의 인위적인 조절 가능성을 입증했습니다. 학자 L.K. Ernst는 우리나라 수의 유전학 발전에 지대한 공헌을 했습니다. 노보시비르스크에 최초의 수의 유전학 및 선택 연구소가 설립되었습니다.

연습을 위한 유전학의 중요성. 식물, 미생물 및 동물의 선택, 더 많은 개발의 유전 공학 문제에 대한 이론적 연구는 매우 중요합니다. 효과적인 방법질병 예방 및 동물 치료 수단. 식량 자원 문제의 해결, 인간과 동물의 건강 보호, 유전병 퇴치, 환경 보호는 유전학의 성공적인 발달에 달려 있습니다.

현대 유전학의 근본적인 발견은 식물, 동물 및 미생물의 선택에서 실현됩니다. 당 지난 몇 년보리와 밀, 보리와 호밀의 잡종, 헥타르당 100센트 이상의 곡물을 생산할 수 있는 밀 품종, 종자에 지방 함량이 최대 55%인 고지방 해바라기 품종, 해바라기 품종 오일 성분이 올리브 오일과 유사하여 개발되었습니다. 역병 저항성 및 갑각류 감자 품종, 삼배체 사탕무 및 기타 많은 식물 품종이 사육되었습니다. 식물 성장에서 전능성(totipotency) 현상이 널리 사용됩니다. 즉, 모든 체세포가 식물을 생성할 수 있는 능력입니다. 지속 가능한 새로운 포도 품종의 마이크로 클론 증식 방법! 필록세라에.

유전 공학 기술은 생명 공학 (생물학적 과정을 산업 목적으로 사용하는 과학 및 기술 진보 분야)에서 널리 사용됩니다. 아미노산 1-트레오닌을 생산하는 산업용 대장균 균주(tso 30g/l 용액)와 비타민 Bg-리보플라빈을 생산하는 균주는 전 러시아 유전학 연구소에서 유전 공학 방법으로 만들어졌습니다. 및 산업용 미생물의 선택. 생물유기화학연구소(Institute of Bioorganic Chemistry)에서 인간 인터페론을 합성하는 대장균(Escherichia coli) 균주가 만들어졌습니다. 아미노산 라이신, 인간 성장 호르몬 소마토트로핀, 셀룰로오스를 설탕으로 전환시키는 박테리아 등을 생산하는 박테리아의 균주가 만들어졌습니다. 계란 단백질과 미오신과 같은 단백질을 암호화하는 제빵 효모에 유전자를 도입하는 작업이 진행 중입니다. 근육 단백질). 인간 인슐린을 합성하는 박테리아의 균주가 획득되었습니다. 백신 및 혈청의 미생물학적 합성 방법이 성공적으로 개발되고 있습니다.

축산에서는 유전적 방법이 사용됩니다.

1) 질병에 내성이 있는 동물의 계통 및 품종을 사육하는 경우

2) 동물의 기원을 명확히 하기 위해;

3) 자손의 질로 육종가를 평가할 때;

4) 제조자의 세포 유전학적 인증 동안;

5) 모피 농업에서;

6) 동물 등의 유전 장치에 대한 환경 유해 물질의 영향을 연구합니다.

오늘날 유전학은 다음과 같은 기본 문제를 연구하고 있습니다.

1) 충분한 양의 인슐린, 인터페론, 항생제, 비타민, 필수 아미노산, 사료 및 식품 단백질, 생물학적 식물 보호 제품 등을 얻기 위해 유전 공학 분야에서 광범위한 연구가 수행되고 있습니다.

3) 유전학의 전략적 과제 중 하나가 해결되고 있습니다 - 개체 발생에서 유전자 작용의 조절 및 제어. 개체발생 과정에서 유전정보를 형질로 구현하는 방법을 찾는 것이 필요하다. 이러한 조작은 이미 양서류, 물고기 및 생쥐에서 수행되고 있습니다. 우수한 생산성과 동물 질병 저항성의 유전자 복제물을 얻는 방법이 개발되고 있습니다.

4) 인간과 동물의 유전과 방사선 및 환경 유전자의 화학적 돌연변이의 돌연변이 영향을 보호하는 문제가 해결되고 있습니다.

5) 인간과 동물의 유전병 퇴치 문제를 조사하고 질병에 저항력이 있는 계통을 만들고 품종을 만듭니다.

교과서는 일반 유전학, 생명 공학, 생체 인식 및 수의 유전학의 기초를 설명합니다.

질문을 통제하십시오. 1. 유전학의 주제는 무엇입니까? 2. 수의 유전학은 무엇을 연구합니까? 3. 유전학을 연구하는 주요 방법은 무엇입니까? 4. 유전학의 발달 단계에 대해 무엇을 알고 있습니까? 5. 실습을 위해 유전학이 얼마나 중요합니까?

주제, 방법 및 유전학의 중요성 - 개념 및 유형. 2014년, 2015년 "유전학의 주제, 방법 및 중요성" 범주의 분류 및 특징.

과학으로서의 유전학은 19세기와 20세기에 등장했습니다. 그녀는 유기체의 두 가지 주요 속성인 유전과 가변성을 연구합니다.

유전은 종 또는 개체군의 구조, 기능 및 발달 특성의 특징을 여러 세대에 걸쳐 번식하는 동안 보존하고 전달하는 살아있는 유기체의 속성입니다.... 유전은 생명체의 불변성과 다양성을 보장하고 유기체의 특성과 특성 형성에 책임이 있는 유전적 요인의 전달을 뒷받침합니다. 일부 유형의 유기체가 수억 년 동안 거의 변하지 않은 채 유지되어이 기간 동안 엄청난 수의 세대를 번식하는 것은 유전 덕분입니다. 예를 들어, 현대의 교차 지느러미 실러캔스 물고기는 약 4억 년 전에 살았던 데본기 조상과 거의 다르지 않습니다.

가변성은 자손이 부모 형태에는 없는 새로운 특성과 특성을 획득하고 오래된 특성을 잃는 능력입니다.... 가변성은 모든 세대에서 개별 개인이 서로 및 부모와 다소 다르다는 사실로 표현됩니다. 이것은 각 유기체의 징후와 특성이 두 가지 요인, 즉 부모로부터받은 유전 정보와 특정 환경 조건의 상호 작용의 결과이기 때문에 발생합니다. 각 유기체의 개별적인 발달이 일어난 곳에서 이러한 조건은 같은 개체군에 속한 개인이라 할지라도 결코 동일하지 않습니다. 따라서 생활 조건의 차이가 클수록 유기체의 다양성이 새로운 징후와 속성 형성의 원인으로 더 명확하게 관찰됩니다.

유전학의 주요 임무는:

1. 세포의 물질 구조 연구 - 유전 정보 운반자;
2. 모든 살아있는 유기체의 유전 정보 전달 메커니즘 연구;
3. 유전자의 통제와 환경 조건의 영향하에 개인 발달 과정에서 징후 형성 메커니즘 연구;
4. 변동성의 원인과 메커니즘에 대한 연구;
5. 유전, 가변성 및 선택 과정 사이의 관계에 대한 연구.

현대 유전학의 과제표시된 이론적 문제의 해결에 있을 뿐만 아니라 자연의 기본 현상에 대한 인식의 전망을 드러냅니다. 이 과학은 다음과 같은 많은 실제 문제를 해결하도록 설계되었습니다.

1. 가장 효과적인 유형의 교차 및 선택 방법 선택;
2. 유전의 발달, 가장 가치있는 특성 및 바람직하지 않은 특성의 억제를 관리하는 방법 및 방법의 연구 및 개발;
3. 새로운 형태의 살아있는 유기체의 인공 생산;
4. 외부 환경의 유해한 돌연변이 영향으로부터 야생 동물을 보호하기 위한 조치 개발;
5. 다양한 생물학적 활성 화합물의 고효율 생산자를 얻기 위한 유전 공학 방법 개발 등

현대의 많은 유전 분석 방법 중에서 중심 위치는 다음과 같습니다. 하이브리드 방법... 그 본질은 하나 또는 여러 특성에서 서로 다른 유기체의 교차 (혼성화)와 자손의 후속 분석에 있습니다. 이 방법은 미생물, 식물 및 동물의 선택에서 분자(DNA 또는 RNA 분자의 혼성화), 세포(체세포의 혼성화) 및 유기체 수준에서 사용됩니다.