Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Спектр атома водорода
Номер энергетического уровня | Энергия возбуждения (eV) | Энергия связи электрона с ядром (eV) | |
-0.00000000000000075 | 13.59800000000000000 | ||
10.19849999999999872 | 3.39950000000000000 | ||
12.08711111111111168 | 1.51088888888888896 | ||
12.74812500000000000 | 0.84987500000000000 | ||
13.05408000000000000 | 0.54391999999999992 | ||
13.22027777777777664 | 0.37772222222222224 | ||
13.32048979591836672 | 0.27751020408163264 | ||
13.38553125000000000 | 0.21246875000000000 | ||
13.43012345679012352 | 0.16787654320987654 | ||
13.46202000000000000 | 0.13597999999999998 | ||
13.48561983471074304 | 0.11238016528925620 | ||
13.50356944444444416 | 0.09443055555555556 | ||
13.51753846153846016 | 0.08046153846153846 | ||
13.52862244897959168 | 0.06937755102040816 | ||
13.53756444444444416 | 0.06043555555555555 | ||
13.54488281249999872 | 0.05311718750000000 | ||
13.55094809688581376 | 0.04705190311418685 | ||
13.55603086419753216 | 0.04196913580246914 | ||
13.56033240997229824 | 0.03766759002770083 | ||
13.56400500000000000 | 0.03399500000000000 | ||
13.56716553287981824 | 0.03083446712018140 | ||
13.56990495867768576 | 0.02809504132231405 | ||
13.57229489603024384 | 0.02570510396975426 | ||
13.57439236111110912 | 0.02360763888888889 | ||
13.57624320000000000 | 0.02175680000000000 | ||
13.57788461538461440 | 0.02011538461538462 | ||
13.57934705075445760 | 0.01865294924554184 | ||
13.58065561224489728 | 0.01734438775510204 | ||
13.58183115338882304 | 0.01616884661117717 | ||
13.58289111111111168 | 0.01510888888888889 | ||
13.58385015608740864 | 0.01414984391259105 | ||
13.58472070312499968 | 0.01327929687500000 | ||
13.58551331496785920 | 0.01248668503213958 | ||
13.58623702422145280 | 0.01176297577854671 | ||
13.58689959183673600 | 0.01110040816326531 | ||
13.58750771604938240 | 0.01049228395061728 | ||
13.58806720233747200 | 0.00993279766252739 | ||
13.58858310249307648 | 0.00941689750692521 | ||
13.58905982905982976 | 0.00894017094017094 | ||
13.58950125000000000 | 0.00849875000000000 | ||
1 3.58991 076740035584 | 0.00808923259964307 | ||
13.59029138321995520 | 0.00770861678004535 | ||
13.59064575446187008 | 0.00735424553812872 | ||
13.59097623966942208 | 0.00702376033057851 | ||
13.59128493827160320 | 0.00671506172839506 | ||
13.59157372400756224 | 0.00642627599243856 | ||
13.59184427342689024 | 0.00615572657311000 | ||
13.59209809027777792 | 0.00590190972222222 | ||
13.59233652644731392 | 0.00566347355268638 | ||
13.59256080000000000 | 0.00543920000000000 | ||
13.59277201076508928 | 0.00522798923490965 | ||
13.59297115384615424 | 0.00502884615384615 | ||
13.59315913136347392 | 0.00484086863652545 | ||
13.59333676268861440 | 0.00466323731138546 | ||
13.59350479338842880 | 0.00449520661157025 | ||
13.59366390306122496 | 0.00433609693877551 | ||
13.59381471221914368 | 0.00418528778085565 | ||
13.59395778834720512 | 0.00404221165279429 | ||
13.59409365124964096 | 0.00390634875035909 | ||
13.59422277777777920 | 0.00377722222222222 | ||
13.59434560601988608 | 0.00365439398011287 | ||
13.59446253902185216 | 0.00353746097814776 | ||
13.59457394809775616 | 0.00342605190224238 | ||
13.59468017578125056 | 0.00331982421875000 | ||
13.59478153846153728 | 0.00321846153846154 | ||
13.59487832874196480 | 0.00312167125803489 | ||
13.59497081755401984 | 0.00302918244597906 | ||
13.59505925605536256 | 0.00294074394463668 | ||
13.59514387733669376 | 0.00285612266330603 | ||
13.59522489795918336 | 0.00277510204081633 | ||
13.59530251934140160 | 0.00269748065859948 | ||
13.59537692901234688 | 0.00262307098765432 | ||
13.59544830174516736 | 0.00255169825483205 | ||
13.59551680058436864 | 0.00248319941563185 | ||
13.59558257777777664 | 0.00241742222222222 | ||
13.59564577562326784 | 0.00235422437673130 | ||
13.59570652723899648 | 0.00229347276100523 | ||
13.59576495726495744 | 0.00223504273504274 | ||
13.59582118250280448 | 0.00217881749719596 | ||
13.59587531250000128 | 0.00212468750000000 | ||
13.59592745008382976 | 0.00207254991617132 | ||
13.59597769185008896 | 0.00202230814991077 | ||
13.59602612861082880 | 0.00197387138917114 | ||
13.59607284580498944 | 0.00192715419501134 | ||
13.59611792387543296 | 0.00188207612456747 | ||
13.59616143861546752 | 0.00183856138453218 | ||
13.59620346148764672 | 0.00179653851235302 | ||
13.59624405991735552 | 0.00175594008264463 | ||
13.59628329756343808 | 0.00171670243656104 | ||
13.59632123456790016 | 0.00167876543209877 | ||
13.59635792778649856 | 0.00164207221350078 | ||
13.59639343100189184 | 0.00160656899810964 | ||
13.59642779512082176 | 0.00157220487917678 | ||
13.59646106835672320 | 0.00153893164327750 | ||
13.59649329639889152 | 0.00150670360110803 | ||
13.59652452256944384 | 0.00147547743055556 | ||
13.59655478796896512 | 0.00144521203103412 | ||
13.59658413161182976 | 0.00141586838817160 | ||
13.59661259055198464 | 0.00138740944801551 | ||
13.59664020000000000 | 0.00135980000000000 | ||
13.59666699343201536 | 0.00133300656798353 | ||
13.59669300269127424 | 0.00130699730872741 | ||
13.59671825808275968 | 0.00128174191724008 | ||
13.59674278846153984 | 0.00125721153846154 | ||
13.59676662131519232 | 0.00123337868480726 | ||
13.59678978284086784 | 0.00121021715913136 | ||
13.59681229801729536 | 0.00118770198270591 | ||
13.59683419067215360 | 0.00116580932784636 | ||
13.59685548354515456 | 0.00114451645484387 | ||
13.59687619834710784 | 0.00112380165289256 | ||
13.59689635581527552 | 0.00110364418472527 | ||
13.59691597576530688 | 0.00108402423469388 | ||
[1] Нобелевская премия вручена Луи Де Бройлю в 1929 за открытие волновой природы электрона.
Лекция 1, 2
ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ
Цель лекции: ознакомить учащихся с основными этапами развития генетики как науки, познакомить с зарубежными и отечественными ведущими учеными-генетиками и селекционерами, изучить особенности темы «Основы генетики и селекции» в средней школе.
План лекции:
1. Предмет генетики
2. Краткая история развития представлений о наследственности.
3. Вклад ученых в развитие генетики
4. Вклад белорусских ученых в развитие генетики
Предмет генетики
По признанию многих современных биологов генетика в последние годы стала сердцевиной всей биологической науки. Лишь в рамках генетики разнообразие жизненных форм и процессов может быть осмыслено как единое целое.
Таким образом, генетика – наука о наследственности и ее реализации в развитии, о закономерностях наследования генетически закрепленных признаков. Наследственность можно определить как биологический процесс, обуславливающий сходство между родителями и потомством.. В понятие наследственности по М.Е.Лобашеву входят четыре группы явлений: организация генетического материала, его экспрессия, воспроизведение (репликация) и передача от одного поколения к другому. Таким образом, генетика объединяет в одно целое эмбриологию и биологию развития, морфологию и физиологию, объединяет в единую науку – биологию.
Другой проблемой генетики является проблемы изменчивости общего для любого конкретного вида генотипа.
Очень велико и практическое значение генетики, т.к. она служит теоретической основой селекции полезных микроорганизмов, культурных растений и домашних животных.
Из генетики выросли такие мощно развивающиеся науки как биотехнология, генная инженерия, молекулярная биология. Трудно переоценить роль генетики в развитии медицины. Основными разделами современной генетики являются: цитогенетика, молекулярная генетика, мутагенез, популяционная, эволюционная и экологическая генетика, физиологическая генетика, генетика индивидуального развития, генетика поведения и др. Разделами частной генетики: генетика микроорганизмов, генетика растений, генетика животных, генетика человека.
2. Краткая история развития представлений о наследственности
Фактически вплоть до начала 20 века гипотезы о механизмах наследственности имели умозрительный характер. Первые идеи о механизмах наследственности высказывали древние греки уже к V веку до н.э., в первую очередь Гиппократ. По его мнению, половые задатки (т.е. в нашем понимании яйцеклетки и сперматозоиды), участвующие в оплодотворении, формируются при участии всех частей организма, в результате чего признаки родителей непосредственно передаются потомкам, причем здоровые органы поставляют здоровый репродуктивный материал, а нездоровые – нездоровый. Это теория прямого наследования признаков.
Аристотель (IV в до н.э.) высказывал несколько иную точку зрения: он полагал, что половые задатки, участвующие в оплодотворении, производятся не напрямую из соответствующих органов, а из питательных веществ, необходимых
для этих органов. Это теория непрямого наследования.
Много лет спустя, на рубеже 18-19 веков, автор теории эволюции
Ж.-Б. Ламарк использовал представления Гиппократа для построения своей теории передачи потомству новых признаков, приобретенных в течение жизни.
Теория пангенезиса, выдвинутая Ч. Дарвином в 1868 году также базируется на идее Гиппократа. По мнению Дарвина, от всех клеток
организма отделяются мельчайшие частицы - "геммулы", которые,
циркулируя с током крови по сосудистой системе организма, достигают половых
клеток. Затем, после слияния этих клеток, в ходе развития организма следующего
поколения геммулы превращаются в клетки того типа, из которого произошли,
со всеми особенностями, приобретенными в течение жизни родителей. Отражением представлений о передаче наследственности через "кровь" является существование во многих языках выражений: "голубая кровь", "аристократическая кровь", "полукровка" и т.д.
В 1871 году английский врач Ф. Гальтон (F. Galton), двоюродный брат
Ч. Дарвина опроверг своего великого родственника. Он переливал кровь черных кроликов белым, а затем скрещивал белых между собой. В трех поколениях он "не нашел ни малейшего следа какого-либо нарушения чистоты серебристо белой породы". Эти данные показали, что по крайней мере в крови кроликов геммулы отсутствуют.
В 80-е годы 19-го века с теорией пангенезиса не согласился Август Вейсман
(A. Weismann). Он предложил свою гипотезу, согласно которой в организме существуют два типа клеток: соматические и особая наследственная субстанция, названная им "зародышевой плазмой", которая в полном объеме присутствует только в половых клетках.
Современная генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов - в настоящее время проходит качественно новый этап своего развития, связанный с изучением молекулярных основ строения и функционирования генов и геномов, проблем генетической инженерии и ее использования в медицине, биологической промышленности, сельском хозяйстве и других направлениях науки и практики.
Историю генетики условно делят на три этапа. Первый этап классической генетики (1880 – 1930гг.), связанный с созданием теории дискретной наследственности (менделизм) и хромосомной теории наследственности (работы Моргана и его школы). Второй этап (1930 – 1953 гг.) – углубление принципов классической генетики и пересмотр ряда ее положений, исследования по мутационной изменчивости, доказательства сложного строения гена и генетической роли молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) как материальной основы наследственности в клетке. Третий этап начинается с 1953 г., когда было описано строение ДНК и ее свойства, начаты и продолжаются работы по выделению ДНК и РНК и расшифровка генетического кода. В последние годы активно исследуются молекулярные основы строения и функционирования геномов, устанавливаются полные нуклеотидные последовательности геномов ряда организмов, в том числе человека, ведутся интенсивные исследования в области генетической инженерии. Подходы к современной генетике наметились в 18-ом и, особенно, в 19-ом веке. Растениеводы-практики, такие как
О. Сажрэ и Ш. Нодэн во Франции, А. Гершнер в Германии, Т. Найт в Англии обратили внимание на то, что в потомстве гибридов преобладают признаки одного из родителей. П. Люка во Франции сделал аналогичные наблюдения о наследовании различных признаков у человека.
Фактически всех их можно считать непосредственными предшественниками Менделя. Однако, только Мендель сумел глубоко продумать и провести спланированные эксперименты. Уже в первоначальной стадии работы он понял, что в эксперименте нужно выполнить два условия: растения должны обладать константно различающимися признаками и гибриды должны быть защищены от влияния чужой пыльцы. Таким условиям удовлетворял род Pisum (горох). Константность признаков была предварительно проверена в течение двух лет. Это были следующие признаки: "различия в длине и окраске стебля, в величине и форме листьев, в положении, окраске и величине цветков, в длине цветочных побегов, в окраске, форме и величине стручков, в форме и величине семян, в окраске семенной кожуры и белка". Часть из них оказались недостаточно контрастными и дальнейшую работу он с ними не проводил. Остались только 7 признаков. "Каждый из этих 7 признаков у гибрида или вполне тождественен с одним из двух отличительных признаков основных форм, так что другой ускользает от наблюдения, или же так похож на первый, что нельзя установить точного различия между ними". Признаки, "которые переходят в гибридные соединения совершенно неизменными... обозначены как доминирующие, а те, которые становятся при гибридизации латентными, как рецессивные". По наблюдениям Менделя "совершенно независимо от того, принадлежит ли доминирующий признак семенному или пыльцевому растению, гибридная форма остается в обоих случаях той же самой".
Таким образом, заслугой Менделя является то, что из непрерывной характеристики растений он выделил дискрентные признаки, выявил константность и контрастность их проявления, а также он ввел понятие доминантности и рецессивности. Все эти приемы впоследствии вошли в любой гибридологический анализ любого организма.
В результате скрещивания растений, обладающих двумя парами контрастных признаков, Мендель обнаружил, что каждый из них наследуется независимо от другого. Признаки эти контрастны и не теряются при гибридизации.
Работа Менделя не смогла заинтересовать современников и не повлияла на распространенные в конце 19-го века представления о наследственности.
Вторичное открытие законов Менделя в 1900 году Гуго де Фризом (Н. de Vries) в Голландии, Карлом Корренсом в Германии и Эрихом Чермаком в Австрии утвердили представления о существования дискретных наследственных факторов. Мир уже был готов к тому, чтобы воспринять новую генетику. Началось ее триумфальное шествие. Проверяли справедливость законов о наследовании по Менделю (менделировании) на все новых и новых растениях и животных и получали неизменные подтверждения. Все исключения из правил быстро развивались в новые явления общей теории наследственности.
В 1906 году англичанин Уильям Бэтсон (W. Bateson) предложил термин "генетика" (от латинского "geneticos" – относящийся к происхождению или "geneo" - порождаю, или "genos" – род, рождение, происхождение).
В 1909 году датчанин Вильгельм Иогансен (W. Iohanssen) предложил термины "ген", "генотип" и "фенотип".
Но уже вскоре после 1900 года встал вопрос, что такое ген и где он в клетке расположен? Еще в конце 19-го века Август Вейсман предположил, что постулированная им "зародышевая плазма" должна составлять материал хромосом. В 1903 году немецкий биолог Теодор Бовери (Т. Boveri) и студент Колумбийского Университета Уильям Сэттон (W. Sutton), работавший в лаборатории американского цитолога Е.Б. Вильсона, независимо друг от друга предположили, что общеизвестное поведение хромосом во время созревания половых клеток, а также при оплодотворении, позволяет объяснить характер расщепления наследственных единиц, постулированный теорией Менделя, т.е. по их мнению гены должны быть в хромосомах.
В 1906 году английские генетики У Бэтсон и Р. Пэннет в опытах с душистым горошком обнаружили явление сцепления наследственных признаков, а другой английский генетик Л. Донкастер тоже в 1906 году в опытах с бабочкой крыжовенной пяденицей открыл сцепленное с полом наследование. На первый взгляд и те, и другие данные явно не укладывались в менделевские законы наследования. Однако это противоречие легко устраняется, если представить, что происходит сцепление генов с одной из хромосом.
С 1910 года начинаются эксперименты группы Томаса Ханта Моргана (Т.Н. Morgan). Вместе со своими учениками Альфредом Стертевантом
(A. Sturtevant), Кальвином Бриджесом (С. Bridges) и Германом Меллером
(Н. Muller), ставшими вместе с Морганом основоположниками генетики, он к середине 20-х годов сформулировал хромосомную теорию наследственности, согласно которой гены расположены в хромосомах "как бусы на нити". Ими был определен порядок расположения и даже расстояния между генами. Именно Морган ввел в генетические исследования в качестве объекта маленькую плодовую мушку дрозофилу ( Drosophila melanogaster).
В 1929 году А.С. Серебровский и Н.П. Дубинин, еще не зная, что такое ген, на основании результатов собственных исследований пришли к выводу о его делимости.
Новый этап развития генетики начался в 1930-1940-е годы: Дж. Бидл (J. Beadle) и Э. Тэйтум (Е. Tatum) сделали заключение о том, что всякий ген определяет синтез одного фермента. Они предложили формулу: "Один ген – один фермент", или позднее, после уточнения: "один ген – один белок", или "один ген – один полипептид".
В 1944 году в результате работ по трансформации у бактерий О. Эвери, К. МакЛеод и М. МакКарти (О.Т. Avery, СМ. MacLeod, M. McCarty) показали что трансформирующим агентом у пневмококков является ДНК, а следовательно, именно этот компонент хромосом и является носителем наследственной информации.
Примерно в это же время было показано, что инфекционным элементом вирусов служит их нуклеиновая кислота.
В 1952 году – Дж. Ледерберг и М. Зиндер (J. Lederberg, M. Zinder) открыли явление трансдукции, т.е. переноса вирусами генов хозяина, показав тем самым роль ДНК в осуществлении наследственности.
Новый этап развития генетики начинается с момента расшифровки структуры ДНК Джеймсом Уотсоном и (J.D. Watson, род. 1928, F. Crick, род. 1916), которые обобщили данные рентгеноструктурного анализа, полученные Моррисом Уилкинсом и Розалинд Франклин.
Этот этап развития генетики богат выдающимися открытиями, особенно крупное было связано с расшифровкой генетического кода (С. Очоа и М. Ниренберг в США, Ф. Крик в Англии). А в 1969 году в США Г. Хорана с сотрудниками синтезировали химическим путем первый ген.
Достаточность знаний о механизмах наследственности привела к развитию новой науки – генетической инженерии. С использованием генно-инженерных приемов из многих живых организмов выделяют и изучают гены, переносят гены из одних организмов в другие.
В 1976 году была выделена и клонирована ДНК мобильных элементов генома (Г.П. Георгиев с сотрудникми в СССР, Д. Хогнесс (D. Hogness) с сотрудниками в США). С 1982 года, используя мобильные элементы генома в качестве вектора, содержащего тот или иной ген, начаты опыты по трансформации дрозофилы (Дж. Рубин, А. Спрадлинг, США).
Конец 1980-х - 1990-е годы характерны беспрецедентной активностью генетиков по расшифровке процессов развития, осуществляемого под контролем генов (Е. Lewis, С. Nusslein-Volhard, E. Wieshaus, W. Gehring,
A. Garcia-Bellido, D. Hogness).
Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 647 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!