Домой Online testlar
©
© 2024-2025 «abiturtest.uz» Все права защищены. Использование материалов сайта «abiturtest.uz» разрешается в любом объеме с обязательным указанием активной ссылки на сайт не ниже второго абзаца текста и названия сайта в виде «abiturtest.uz»
.
1. Предмет и объекты генетики Генетика изучает два неразрывных свойства живых организмов: наследственность и изменчивость, а также методы управления ими. Поэтому именно наследственность и изменчивость являются предметом генетики. Законы генетики применимы ко всем без исключения организмам, а ее методы широко используются различными биологическими науками: биохимией, зоологией, ботаникой, микробиологией, вирусологией, иммунологией, физиологией, экологией и т. д. Наследственность – это свойство живых организмов передавать свои признаки и особенности развития в неизменном виде следующему поколению. Каждый вид растения и животного сохраняет в процессе размножения характерные для него черты: курица выводит цыплят, свинья рожает поросят, пшеница дает пшеницу и т. д. Некоторые виды сохраняются в течение сотен миллионов лет в относительно постоянном виде. Например, современный опоссум практически ничем не отличается от опоссума раннего мелового периода. Наличие семейств, родов, видов и других таксономических единиц обусловлено явлением наследственности. Наследственность неразрывно связана с процессом размножения, а размножение с делением клетки и воспроизведением ее структур и функций. Наследственность обеспечивает организму не только передачу признаков потомству, но и точное сохранение характерного для данного организма типа развития, т. е. проявление в ходе онтогенеза запрограммированных признаков и особенностей организма, сохранение постоянного типа обмена веществ. Образование потомства при половом размножении происходит в результате слияния мужской и женской гамет, этот процесс является «мостиком», который обеспечивает материальную непрерывность между поколениями. Каждый организм получает от своих родителей наследственные задатки – гены, поэтому дети похожи на своих родителей. При бесполом размножении преемственность обеспечивается соматическими клетками (например, частью тела животного или растения либо спорами у грибов). Изменчивость – это разнообразие в проявлении признаков. Изменчивость заключается в изменении наследственных задатков в процессе их передачи потомству и последующего развития организма. Самым ярким примером изменчивости является разнообразие признаков у человека. Варьирует в потомстве все – морфологические признаки, физиологические, обмен веществ, психика, иммунитет и т. д. Вместе с тем каждый из нас хорошо знает, какие признаки он взял от матери и отца, чем похож на бабушку и дедушку, братьев и сестер.
Существует несколько типов изменчивости: наследственная, ненаследственная и онтогенетическая. Объектами генетики являются все живые организмы: человек, животные, растения, грибы, дрожжи, бактерии, а также вирусы. В зависимости от объекта различают: генетику человека, генетику животных и растений, генетику микроорганизмов, генетику вирусов и др. 2. Методы и задачи генетики Основным методом генетики является генетический анализ, основателем которого является известный отечественный ученый А. С. Серебровский (1892– 1948), автор книги «Генетический анализ» (издана только в 1970 г.), которая не потеряла актуальности и сегодня. Признаком в генетике называют любое свойство, особенность, по которым организмы могут отличаться друг от друга. Это могут быть морфологические, биохимические, физиологические, анатомические и другие отличия. Подобно тому, как генотип можно разложить на элементарные наследственные единицы – гены, фенотип особи можно представить как совокупность элементарных единиц – фенов. Каждый фен контролируется одним конкретным геном. Фен – есть простой элементарный признак. Сложный признак контролируется несколькими генами, представляя собой сочетание фенов или фенотип. Изучение элементарных признаков (фенов) позволяет выявить связь между геном и контролируемым им признаком, то есть изучить функцию гена. Анализ сложных признаков проливает свет на механизмы взаимодействия генов, которые приводят к проявлению того или иного фенотипа. Задачами генетического анализа являются: изучение характера наследования отдельных признаков (ядерное или неядерное наследование), идентификация гена (установление его функции), изучение его взаимодействия с другими генами, определение его локализации на конкретной хромосоме, а также местоположения в пределах группы сцепления, изучение генотипа изучаемого организма. Кроме того, в задачу генетического анализа входит выяснение структуры и функции гена, его молекулярной организации. Методы генетического анализа. Генетический анализ – это комплексный генетический метод, включающий следующие частные методы: гибридологический, мутационный, цитологический и т. д. В последнее время генетический анализ пополнился рядом новых современных методов: гибридизацией соматических клеток, молекулярно-генетическими методами, а также методами смежных наук: биохимии, иммунологии, зоологии, ботаники, микробиологии, вирусологии, физиологии, а также химии и физики. Гибридологический метод является основным. Он заключается в создании системы скрещивания двух организмов с последующим учетом характера наследования признаков в потомстве. Гибридологический анализ может производиться только при наличии определенных различий между родителями. Для того чтобы увеличить разнообразие признаков у родительских форм получают дополнительные мутации.
Характер наследования признаков анализируется с помощью математического метода. Основоположником гибридологического метода является Грегор Иоганн Мендель (1822 – 1884), который сформулировал основные его положения: • скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду; • организмы должны четко различаться по отдельным признакам; • анализируемые признаки должны быть наследственно закрепленными; • необходим количественный учет всех типов расщеплений в потомстве. Мутационный метод используется для направленной индукции мутаций с целью, как указывалось выше, создания различий между родителями при гибридологическом анализе, а также в биохимической генетике для выяснения функции гена. Цитологический метод используется для изучения строения генетического аппарата клетки, поведения хромосом в процессе деления (митоза и мейоза), при слиянии гамет, а также для идентификации хромосомных и геномных мутаций. Кроме того, в генетический анализ входит математический метод, который позволяет проводить математический и статистический анализ результатов скрещивания. Популяционный метод позволяет изучать генетические процессы, происходящие на уровне популяций. Большой вклад в развитие и совершенствование генетического анализа внес метод гибридизации соматических клеток in vitro. По сравнению с классическим гибридологическим анализом преимуществом этого метода является то, что он позволил начать эффективное картирование генов человека, устранил барьер нескрещиваемости некоторых организмов, а также значительно сократил время проведения анализа. Задачи генетики. Генетика решает ряд фундаментальных и прикладных задач. Она ставит своей целью познание закономерностей наследственности и изменчивости, а также изыскание путей практического использования этих закономерностей. Решение этих задач осуществляется на разных уровнях организации живой материи:
История развития представлений о наследственности у животных. Первые письменные упоминания о наследственности содержатся в трудах античной эпохи. Древние греки были приверженцами «теории прямого наследования» и считали, что семя (женское и мужское) происходит из различных частей тела, например, головного мозга (Алкмеон, 6–5 в. до н. э.), спинного мозга (Гиппон, V в. до н. э.), либо образуется путем сбора из всего организма (Анаксагор, V в. до н. э.). Поэтому Анаксагор считается основоположником перформизма (см. ниже). Этой же точки зрения придерживался Демокрит (V–IV в. до н. э.). В трудах Гиппократа (IV в. до н.э.) образование семени связывается с “влагами” человека (слизью, кровью, желчью и водой). Интересными были взгляды Аристотеля (384–322 г. до н. э.). Он считал, что семя у человека образуется из крови, причем только у мужчин. Оно содержит «душу», которая при оплодотворении вносится в женский организм (женскую «материю»), после чего женское начало образует зародыш. Однако наиболее правильный путь объяснения происхождения семени выбрал греческий врач Гален (около 130–200 г. н. э.). Этот ученый окончательно признал женские яичники в качестве органов, образующих женское семя. Образование мужского семени он связывал с семенниками, хотя и придерживался взгляда, что первоначально оно все же образуется из крови. Относительно пола рождающихся детей также существовали многочисленные теории, наиболее популярной из которых была теория, согласно которой мальчики развиваются в правой части матки, а девочки – в левой. Подобные представления о возникновении семени и о поле ребенка просуществовали 23 века до Нового времени.
В XVII–XVIII вв. популярной была также теория перформизма, согласно которой внутри яйцеклетки или сперматозоида существует зародыш (гомункулюс). Причем одни ученые считали, что гомункулюс находится только в яйце (овисты), а другие – только в сперматозоиде (анималькулисты) (рис. 2). Считалось, что признаки потомству передаются только от одного из родителей – от матери или от отца, соответственно. Подобных перформистических взглядов придерживался известный голландский ученый А. Левенгук (1632–1723), который утверждал, что зародыш образуется из головки сперматозоида. Открытое в 1740 г. Ш. Боннэ (1720–1793) явление партеногенеза у тлей рассматривалось как прямое доказательство овизма. Обнаруженное А.Трамбле (1710–1784) почкование у пресноводной гидры и способность к регенерации из мелких частей тела (опыты 1741–1744) также использовались для доказательства наличия у животных зачатков не только в половых органах, но и в любых частях тела. Перформистом был также известный швейцарский физиолог А. Галлер (1708–1777). Хотя теория перформизма не подтверждалась на практике (очевидным было, что потомство получает признаки от обеих родителей), она просуществовала в течение двух веков. Первый вызов теории перформизма был брошен французскими исследователями П. Мопертюи (1698–1759) и Ж. Бюффоном (1707–1788). Они выступили противниками этой теории как в ее овистской, так и анималькулистской интерпретации, призывая вернуться к учению древних о двух семенных жидкостях, считая, что «есть всегда деятельная органическая материя, всегда готовая формироваться, уподобляться и образовывать существа, подобно тем, которые ее воспринимают». Их идеи оказали большое влияние на развитие биологии, способствуя возрождению эпигенетической теории, основанной на признании одинакового участия обоих полов в наследственности и развитии живых организмов. П. Мопертюи допускал существование в семенных жидкостях зачатков (germes), образующихся путем стечения от всех частей и органов животного и представляющих в будущем зародыше его части и органы. Дополнительным допущением П. Мопертюи было наличие у частей тела, соединяющихся при развитии зародыша, некого “сознательного начала”. Ж. Бюффон считал, что в живых организмах существует некая «внутренняя модель», согласно которой из органических молекул формируются части тела и органы, а в половых органах – зародыши будущих организмов. Таким образом, эпигенетические воззрения П. Мопертюи и Ж. Бюффона, которые сыграли выдающуюся роль в опровержении господствовавшей в их эпоху перформационной теории, были в своей основе гипотетическими.
Как мы видим, попытки проникновения в закономерности наследования признаков у животных длительное время были бесплодными. Гораздо позже Ф. Гальтон (1822–1911), двоюродный брат Ч. Дарвина, и А. Вейсман (1834–1914) провели эксперименты, заложившие начало современному представлению об оплодотворении. Ф. Гальтон переливал кровь черных кроликов белым, а затем скрещивал их и ждал появления черной окраски (1871). Но все потомство получалось серебристым. На основании этих результатов ученый сделал вывод, что кровь не содержит частичек будущего организма. В 1887 г. А. Вейсман сформулировал теорию зародышевой плазмы. К зародышевой плазме он относил половые клетки, а также те соматические клетки, которые к ним прилегают и из которых образуются половые клетки. По мнению А. Вейсмана, потомству передается зародышевая плазма, а соматические клетки не передаются потомству. А. Вейсман подкрепил свою теорию экспериментом. На протяжении нескольких поколений он отрезал хвосты у мышей и затем производил их скрещивание. Длина хвоста у потомства от данной процедуры не изменялась, из чего он заключил, что этот параметр определяется не клетками самого хвоста, а только клетками зародышевой плазмы. Таким образом, впервые только Ф. Гальтон и А. Вейсман заложили основу правильных представлений об оплодотворении у животных и механизмах передачи наследственных признаков.
Способность к партеногенезу отмечена у турбеллярий, трематод, улиток, нематод, тихоходок, онихофор и других групп животных. Циклический партеногенез характерен для коловраток. Способность к партеногенезу среди членистоногих имеют пауки, ракообразные и многие насекомые— тли, несколько видов тараканов, некоторые муравьи и многие другие социальные насекомые. Среди ракообразных партеногенез отмечен у балянусов, щитней, голых жаброногов (артемии). Циклический или облигатный партеногенез характерен для всех ветвистоусых ракообразных (Cladocera). Дафнии, например, размножаются амейотическим партеногенезом. При благоприятных условиях у дафний появляются только самки. Если условия начинают меняться (высыхание водоема), из тех же яиц выводятся самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца. Оплодотворенные яйца покоятся на дне водоёма и способны выдержать высыхание водоёма. Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1% всех позвоночных животных. Например, существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом (скальные ящерицы, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе кур). Cреди млекопитающих cлучаи партеногенеза пока не известны. Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что оогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион. Аналогичный процесс у растений называется апомиксис. Он представляет собой размножение семенами, возникшими без оплодотворения: либо в результате разновидности мейоза, не уменьшающей число хромосом в два раза, либо из диплоидных клеток семязачатка. Так как у многих растений существует особый механизм: двойное оплодотворение, то у некоторых из них (например, у нескольких видов лапчатки) возможна псевдогамия — когда семена получаются с зародышем, развивающимся из неоплодотворённой яйцеклетки, но содержат триплоидный эндосперм, возникший в результате опыления и последующего тройного слияния Электронной платежной системой называют совокупность методов и реализующих их субъектов, обеспечивающих в рамках системы использование банковских пластиковых карт в качестве платежного средства. Пластиковая карта - это персонифицированный платежный инструмент, предоставляющий пользующемуся этой картой лицу возможность безналичной оплаты товаров и услуг, а также получения наличных средств в банковских автоматах и отделениях банков. Предприятия торговли и сервиса и отделения банков, принимающие карту в качестве платежного инструмента, образуют приемную сеть точек обслуживания карты. При создании платежной системы одной из основных решаемых задач является выработка и соблюдение общих правил обслуживания карт, выпущенных входящими в платежную систему эмитентами, проведения взаиморасчетов и платежей. Эти правила охватывают как чисто технические аспекты операций с картами - стандарты данных, процедуры авторизации, спецификации на используемое оборудование и другие, так и финансовые аспекты обслуживания карт - процедуры расчетов с предприятиями торговли и сервиса, входящими в состав приемной сети, правила взаиморасчетов между банками и т.д. С организационной точки зрения ядром платежной системы является ассоциация банков, объединенная договорными обязательствами. Кроме того, в состав электронной платежной системы входят предприятия торговли и сервиса, образующие сеть точек обслуживания. Для успешного функционирования платежной системы необходимы и специализированные организации, осуществляющие техническую поддержку обслуживания карт: процессинговые и коммуникационные центры, центры технического обслуживания и т.п.
Необходимо указать целый ряд важных особенностей экспериментов Г.Менделя, благодаря которым были открыты законы наследственности: • целенаправленный, продуманный выбор объекта; • для получения потомства использовал различные линии садового гороха (проводил только внутривидовые скрещивания); • для скрещивания родительских форм подобрал пары с «контрастноразличающимися» признаками; • использовал только «чистые линии», полученные после двухгодичных испытаний их «надежности»; • свои опыты начал со скрещиваний, когда родительские формы отличались только по одной паре контрастных признаков, что облегчило интерпретацию получаемых результатов и позволило установить четкие закономерности их наследования; • разработал схему скрещивания, сегодня называемую «менделевской схемой» (гомозиготные «контрастно-различающиеся» родительские пары и самоопыление гибридов F1 для получения F2; • провел реципрокное скрещивание для подтверждения единообразия потомства первого поколения; • разработал схему возвратных (анализирующих) скрещиваний;
Технические атрибуты деятельности банка-эквайера (обработка запросов на авторизацию; перечисление на расчетные счета точек средств за товары и услуги, предоставленные по картам; прием, сортировка и пересылка документов, фиксирующих совершение сделок с использованием карт и т.п.) могут быть делегированы эквайером процессинговым центрам. Неавтоматизированная процедура приема платежа с помощью карты сравнительно проста. В первую очередь кассир предприятия должен убедиться в подлинности пластиковой карты. При оплате предприятие должно перенести реквизиты пластиковой карты клиента на специальный чек с помощью копировальной машиныимпринтера, занести в чек сумму, на которую была совершена покупка или оказана услуга, и получить подпись клиента. Оформленный подобным образом чек называют слипом. В целях обеспечения безопасности операций платежной системы рекомендуется не превышать нижние лимиты сумм для различных регионов и видов бизнеса, по которым можно проводить расчеты без авторизации. При превышении лимитной суммы или в случае возникновения сомнения в личности клиента предприятие должно проводить процедуру авторизации. При авторизации предприятие фактически получает доступ к информации о состоянии счета клиента и может установить принадлежность карты клиенту и его платежную способность в размере суммы сделки. Одна копия слипа остается на предприятии, вторая передается клиенту, третья доставляется в банк-эквайер и служит основанием для возмещения суммы платежа предприятию со счета клиента. В последние годы широкую популярность приобрели автоматизированные торговые POS-терминалы (Point-Of-Sale - оплата в точке продажи) и банкоматы. При использовании POS-терминалов нет необходимости в заполнении слипов. Реквизиты j пластиковой карты считываются с ее магнитной полосы на встроенном в POSтерминал считывателе. Клиент вводит в терминал свой PIN-код (Personal Identification Number - персональный идентификационный номер), известный только ему. Элементы PIN-кода включаются в общий алгоритм шифрования записи на магнитной полосе и служат электронной подписью владельца карты. На клавиатуре POS-терминала набирается сумма сделки.
Различия заключались лишь в том, что те признаки, которые формируются в ходе развития эмбриона (форма семян, окраска семядолей, форма и цвет бобов), учитывались Г. Менделем сразу же после созревания плодов у опыленного растения, тогда как признаки, связанные с ростом и развитием растения (окраска цветков, высота растения, расположение цветков), учитывались только после выращивания растений из семян F1. Г.Мендель назвал признаки, проявляющиеся в F1 доминантными. На основании результатов скрещивания Г. Мендель вывел свой 1-й закон – закон единообразия гибридов первого поколения как по генотипу, так и по фенотипу. Мендель подверг самоопылению гибриды F1 и получил F2 – второе поколение. В F2 потомство оказалось неоднородным. Например, было получено 5474 гладких семян и 1850 морщинистых. Это соотношение соответствовало пропорции 3 : 1 и для всех других типов скрещиваний (см. табл. 1). Причем семян с признаком потомства F1 всегда было в 3 раза больше. Таким образом, был сделан вывод, что признак одного из родителей в F1 не исчезает, а находится в гибриде в скрытой форме. Учитывая это, Г.Мендель назвал скрытый признак рецессивным. Получив расщепление во втором поколении, Г.Мендель поставил перед собой задачу раскрыть сущность процесса расщепления. Для этого он взял семена F2, прорастил их, провел самоопыление выросших взрослых растений и затем получил потомство F3. Результаты скрещиваний были следующими: в случае скрещивания растений с морщинистыми семенами все потомство оказалось единообразным. При самоопылении растений с гладкими семенами в F3 потомство делилось на 2 группы – либо давало только гладкие семена, либо опять давало расщепление 3 : 1. Наблюдаемый характер расщепления альтернативных признаков в F2 привел Г.Менделя к идее о существовании ответственных за признаки наследственных факторов, названных им «наследственными задатками». Для наследственного задатка доминантного типа он предложил обозначение А, а рецессивного – а. Поскольку растение гороха является диплоидным, то один гомозиготный родитель был обозначен АА, а второй – аа. Гибридное потомство F1 – Аа (гетерозигота). Затем пары генов были названы аллелями. Аллель доминантного типа обозначен буквой А, рецессивного типа – а. Различают аллель дикого типа и мутантный.
Исследования, проведенные американским генетиком С. Бриджесом (1916), выявили у дрозофилы интересную роль Y-хромосомы в определении пола. Особи с кариотипом ХО внешне являются типичными самцами, но стерильными, а особи с кариотипом ХХУ - плодовитые самки. Y-хромосома у дрозофилы по размеру близка к Х-хромосоме, однако она генетически инертна, так как состоит в основном из гетерохроматина. Позднее, в 1922 г., он выявил несколько нормальных плодовитых самок дрозофил с триплоидным набором хромосом. При их скрещивании с диплоидными самцами в потомстве получались особи с признаками промежуточного пола: они не были ни нормальными самками, ни нормальными самцами. Их назвали интерсексами. Эти данные свидетельствуют о том, что в определении пола у дрозофилы принимают участие не только половые хромосомы, но и аутосомы. Один гаплоидный набор аутосом сообщает особи свойства мужского пола. Следовательно, в данном случае пол определяется не сочетанием половых хромосом, а соотношением количества (балансом) аутосом и половых хромосом. В связи с этим первичное определение пола у дрозофилы обусловлено не столько сочетанием в зиготе X- и Y-хромосом, сколько соотношением числа Х-хромосом к числу наборов аутосом (половой индекс), т. е. балансовой теорией определения пола. У нормальных самок половой индекс равен 1 (2Х:2А), у нормальных самцов - 0,5 (ХY:2А). Увеличение полового индекса более 1 при увеличении дозы Х-хромосомы (3X:2А) приводит к развитию сверхсамок, а величина этого показателя ниже 0,5 (ХY:3А) - появлению самцов. При значениях полового индекса более 0,5, но менее 1 (2Х:3А) развиваются интерсексы. В соответствии с балансовой теорией определения пола организм изначально бисексуален, т. е. несет в себе задатки и мужского, и женского полов. Развитие признаков одного из них в ходе онтогенеза определяется балансом женских и мужских генов - «детерминаторов» пола. У дрозофилы эти гены сосредоточены не только в половой Ххромосоме, но и в аутосомах. Поэтому пол организма у них зависит от соотношения этих хромосом. У дрозофилы Y-хромосома, будучи генетически инертной, в определении признаков пола не участвует. Тип ХО (буква О обозначает отсутствие хромосомы). Относится к Рrоtеnor-типу (Рrotenor beifragi - один из видов водяного клопа). Женский пол - гомогаметный (XX), мужской - гетерогаметный (ХО). Этот тип характерен для большинства прямокрылых насекомых, многих клопов, жуков, пауков, многоножек и нематод. Тип ZW - характерен для бабочек, ручейников, птиц, рептилий, рыб, а из растений - земляники. Мужской пол гомогаметен - имеет две гомологичные хромосомы Z, а гетерогаметен - женский (имеет одну Z-хромосому и одну состоящую в основном из гетерохроматина и потому генетически инертную W-хромосому). Тип ZO — наблюдается у тлей. Женский пол гетерогаметный - ZO, мужской - гомогаметный ZZ.