Система воспроизведения материальных основ жизни

 

 
Министерство  образования и науки

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ

ИНСТИТУТ  ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра     естествознания 
 

Контрольное задание

РЕФЕРАТ

по  дисциплине «Концепции современного естествознания»

   тема  «Система воспроизведения  материальных основ жизни» 

Выполнил(а) студент(ка)  Скарлыгин Олег Владимирович

заочной формы  обучения

специальности Менеджмент организации

специализации  Управление в здравоохранении

__1__ курса _____________ группы

№ студенческого  билета

(зачетной  книжки)  0281      ____________        ________________________

                                                                    (подпись)                 (инициалы, фамилия)

Проверил преподаватель

_____________________                  ______________         _________________________

(ученая  степень, звание)                         (подпись)                 (инициалы, фамилия) 

 
    Москва  – 2011

 
 

Содержание.

Введение

1. Генетика и Эволюция

2. Физические  и химические основы явлений  наследственности

3. Генетический код

4. Размножение.

5. Заключение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Жизнь - это высшая по сравнению с физической и химической форма существования материи. Живые объекты отличаются от неживых обменом веществ - непрерывным условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т. д. 
Система воспроизведения содержит в закодированном виде полную информацию для построения из запасенного клеткой органического вещества нужного в данный момент белка. Она же управляет механизмом извлечения и реализации программной информации. Свои функции система воспроизведения осуществляет посредством полимерных соединений — полинуклеотидов. Здесь ключевая роль принадлежит дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и рибонуклеиновой кислоте (РНК). ДНК хранит генетическую информацию, а РНК воспроизводит ее и переносит в среду, содержащую необходимые для синтеза белка исходные вещества.

Это определение и является основой для изучения и разбора в этой работе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1. ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИЯ. 

   Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем - наследственность и изменчивость.

   На  сегодня известно, что гены и хромосомы (генотип — совокупность наследственных структур) определяют фенотип -совокупность всех признаков организма, который является результатом взаимодействия генотипа и окружающей Среды (питание., температура, радиация и др.).

   Перестройку гена называют мутацией.

   Новый организм, носитель мутации — мутант, а факторы, вызывающие эти изменения, — мутагены.

   Наиболее  сильное влияние из факторов окружающей Среды (в сотни раз сильнее  других) оказывают радиоактивные  элементы, а количество мутаций пропорционально дозе облучения, что доказал американский генетик К. Миллер, работавший с лучами Рентгена (В. Рентген (1845—1923), немецкий физик).

   В познании закономерностей наследственности существенную роль сыграл чешский исследователь Г. Мендель (1822 -18 84), сформулировавший законы наследственности. Доказано, что признаки организмов определяются дискретными наследственными факторами.

   Хромосома любого организма содержит длинную  непрерывную цепь ДНК, несущую множество генов.

   Установлены принципиальные их характеристики, имеющие всеобщее и фундаментальное значение, например дискретность и линейное расположение в хромосоме. Другие определенные закономерности, например расщепление признаков в потомстве гибридов, отмечены только у диплоидных эукариотических организмов.

   Методы  генетического анализа очень  разнообразны, одним из первых является гибридологический. Суть его заключается  в скрещивании организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам, и детальном анализе потомства.

   Такие исследования позволили Г. Менделю  сформулировать законы наследования.

   Первый, или закон единообразия:

   У гибридов первого поколения проявляются  признаки только одного родителя (доминантный признак), не проявляющиеся при этом признаки Мендель назвал рецессивными.

   Второй, или закон расщепления:

   В потомстве, полученном от скрещивания  гибридов первого поколения, наблюдается  явление расщепления; в случае полного доминирования четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессивный признак, три четверти — доминантный.

   Третий  или закон независимого комбинирования:

   Расщепление по каждой паре генов идет независимо от других пар генов. Этот закон справедлив только в случаях независимого наследования, когда гены, отвечающие за эти признаки, расположены в разных парах гомологичных хромосом.

   Понятие наследования признака употребляют  обычно как образное выражение, так  как наследуется лишь ген, отвечающий за этот признак.  Признаки формируются в ходе индивидуального развития организма и обусловливаются генотипом и влиянием внешней среды.

   Законы  генетики носят статистический характер, так как при образовании зиготы сочетание генов имеет случайный  характер, а ожидаемый результат скрещивания будет выполняться тем точнее, чем больше число потомков.

   Признаки  организма (способы их описания с  целью различия) можно разделить на две группы — качественные и количественные.

   Качественными называют признаки, устанавливаемые описательным (биологическим) путем (окраска, форма, масть, половые различия). Наследование качественных признаков происходит по законам Менделя.

   Изменчивость (разнообразие) в целом носит не только качественный, но и количественный характер, который определяется измерением (яйценоскость, масса семян...), Большинство признаков, важных при разведении животных и выращивании растений, носит количественный характер.

   Живые организмы постоянно испытывают воздействие разнообразных факторов Среды обитания. Среда может влиять на формирование как количественных, так и качественных признаков. Среда приводит к естественному отбору как фактору эволюции в результате борьбы за существование. Он основывается на преимущественном выживании наиболее приспособленных особей каждого вида и гибели менее приспособленных. Под борьбой за существование понимают внутривидовую и межвидовую конкуренцию, отношения хищник-жертва, взаимодействие с абиотическими факторами Среды и т. д. Однако наряду с конкуренцией существует и взаимопомощь у особей в пределах вида.

   В процессе эволюции происходит направленное изменение фенотипа и генотипа вследствие размножения организмов. Приспособленность к определенным условиям Среды не означает прекращения естественного отбора в популяций. Существует форма отбора, которая постоянно исключает уклоняющихся от нормы особей, — так называемый стабилизирующий отбор.

   К середине XX века эволюционная теория Дарвина была дополнена следующими положениями: отрицание наследования приобретенных признаков; доказательство постепенности эволюционного процесса; осознание эволюции как процесса, протекающего на популяционном уровне; подтверждение фундаментальной роли естественного отбора; выявление механизмов наследственной изменчивости и оценка ее вклада в эволюционный процесс; установление эволюционных закономерностей — онтогенеза (индивидуального развития организма).

   Как резюмировал Вернадский, "Живой, динамический процесс бытия, науки, связывающий прошлое с настоящим, стихийно отражается в среде обитания человечества, является все растущей геологической силой, превращающей биосферу в ноосферу. Это природный процесс, независимый от исторических случайностей".

   Законы  эволюции требуют дальнейшего изучения, но существуют современные гипотезы, подкрепленные фактами палеонтологии, биогеографии, сравнительной эмбриологии и биохимии.

   Рассматривая эволюцию на молекулярном уровне, можно сказать, что направленная эволюция обусловливает развитие популяции молекул в определенном направлении, благодаря циклам селекции, амплификации и мутаций.

   Молекулярный  биолог может читать гены какого-либо организма как исторический документ, свидетельствующий о его эволюции, но написанный химическим языком (структура молекулы ДНК). В настоящее время исследуется и сам механизм, производящий эволюционные изменения.          Разработанные математические модели эволюции позволяют выявить общие закономерности эволюции различных систем. Они опираются на теорию информации и самоорганизации.

   Современные данные палеонтологии говорят о  квантовом характере видообразования. В соответствии с геологическим  временем этот процесс почти мгновенен. Анализ уравнений популяционной генетики показывает, что процесс видообразования похож на фазовый переход.

   Биология  как наука о жизни

 

     

2. Физические и химические  основы явлений  наследственности

Революция в  генетике была подготовлена всем ходом могущественного развития идей и методов менделизма и хромосомной теории наследственности. Уже в недрах этой теории было показано, что существуют явления трансформаций у бактерий; что хромосомы - это комплексные компоненты, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты. Молекулярная генетика - это истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в себя прогрессивные итоги развития хромосомной теории наследственности, теории мутации, теории гена, методов цитологии и генетического анализа. На путях молекулярных исследований в течение последних 20 лет генетика претерпела по истине революционные изменения. Она является одной из самых блестящих участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее развитию появилась новая концепция о сущности жизни, в практику вошли новые могущественные методы управления и познания наследственности, оказавшие влияние на сельское хозяйство, медицину и производство

Основным в  этой революции было раскрытие молекулярных основ наследственности. Оказалось, что сравнительно простые молекулы дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) несут в своей структуре запись генетической информации. Эти открытия создали единую платформу генетиков.

Оказалось, что  генетическая информация действует  в клетке по принципам управляющих систем, что ввело в генетику во многих случаях язык и логику кибернетики.

Вопреки старым воззрениям на всеобъемлющую роль белка  как основу жизни, эти открытия показали, что в основе преемственности  жизни лежат молекулы нуклеиновых  кислот. Под их влиянием в каждой клетке формируются специфические белки. Управляющий аппарат клетки собран в ее ядре, точнее - в хромосомах, из линейных наборов генов. Каждый ген, являющийся элементарной единицей наследственности, вместе с тем представляет собой сложный микромир в виде химической структуры, свойственной определенному отрезку молекулы ДНК.

Таким образом, современная генетика открывает  перед человеком сокровенные  глубины организации и функций  жизни. Как всякие великие открытия, хромосомная теория наследственности, теория гена и мутаций (учения о формах изменчивости генов и хромосом) оказывали глубокое влияние на жизнь. Развитие физико-химической сущности явления наследственности неразрывно связано с выяснением материальных основ всех явлений жизни. В явлении жизни нет ничего кроме атомов и молекул, однако, форма их движения качественно специфична. Наследственность не автономное, независимое свойство, оно неотделимо от проявления свойств клетки в целом.