Эволюционная теория Чарльза Дарвина и объяснение эволюционных процессов на основе генетики

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Июня 2011 в 12:52, реферат

Описание

Понятие эволюции было введено в науку в XVIII веке швейцарским зоологом Шарлем Бонне. Под эволюцией (от лат. evolutio-развертывание) в биологии понимают необратимый процесс исторического изменения живых существ и их сообществ. Эволюционное учение – наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях преобразованиях живых существ во времени. Теория эволюции занимает особое место в изучении жизни. Ей принадлежит роль объединяющей теории, которая образует фундамент для всей биологической науки.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….…3

1. Историческая справка:

1.1 Античные и средневековые представления

о сущности и развитии жизни…………………………………………………....4

1.2 Учение К. Линнея…………………………………………………………….…....4

1.3 Учение Ж.Б. Ламарка………………………………………………………….…..5

2. Эволюционная теория Ч. Дарвина:

2.1 Предпосылки возникновения теории Дарвина……………………....................7

2.2 Эволюционная теория Ч. Дарвина…………………………………………..…...8

3. Объяснение эволюционных законов на основе генетики:

3.1 Законы Менделя………………………………………...……………………......26

3.2 Закон Харди-Вайнберга…………………………………………………….…...27

3.3 Эмбриологические доказательства………………………………………….….29

Заключение……………………………………………………………………………………..30

Библиографический список…………………………………………………………………...31

Работа состоит из  1 файл

Реферат по КСЕ.doc

— 255.50 Кб (Скачать документ)

     3ий закон Менделя - закон независимого наследования:

     Расщепление по каждой паре альтернативных признаков происходит независимо друг от друга. 

     Закон Харди-Вайнберга.

     В научном мире нечасто случается, чтобы разные ученые независимо друг от друга наткнулись на одну и ту же закономерность, но все же таких  примеров достаточно, чтобы заставить  нас поверить в существование «духа времени». К их числу относится и закон Харди—Вайнберга (известный также как закон генетического равновесия) — одна из основ популяционной генетики.

     Закон описывает распределение генов  в популяции. Представьте себе ген, имеющий два варианта — или, пользуясь научной терминологией, два аллеля. Например, это могут быть гены «низкорослости» и «высокорослости», как в случае менделевского гороха, или наличие/отсутствие предрасположенности к рождению двойни. Харди и Вайнберг показали, что при свободном скрещивании, отсутствии миграции особей и отсутствии мутаций относительная частота индивидуумов с каждым из этих аллелей будет оставаться в популяции постоянной из поколения в поколение. Другими словами, в популяции не будет дрейфа генов.

     Закон Харди-Вайнберга - это ключевая закономерность популяционной генетики. Этот закон  можно сформулировать следующим  образом: в популяции бесконечно большого размера, в которой не действует отбор, мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, а так же ассортативность скрещиваний, частоты генотипов по какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению:

p2 + 2pq + q2 = 1,где

 p2 - доля гомозигот по одному из аллелей;

p - частота этого аллеля;

q2 - доля гомозигот по альтернативному аллелю;

q - частота соответствующего аллеля;

2pq - доля гетерозигот.

Статистическое  обоснование закономерности

     Рассмотрим  популяцию, бесконечно большого размера, в которой на частоты аллелей изучаемого гена не действуют какие-либо факторы, а так же имеет место панмиксия. Изучаемый ген имеет два аллельных состояния A и a. В момент времени (или в поколение) n, частота аллеля A = pn, частота аллеля a = qn, тогда, pn+qn=1. Пусть Pn, Hn, Qn - частоты генотипических классов AA, Aa и aa в момент времени n. Тогда pn=Pn+Hn/2, qn=Qn+Hn/2. Так как в условиях панмиксии вероятность встречи гамет, происходящих от разных генотипических классов (P, H, Q) родителей подчиняется статистическим закономерностям, то можно расчитать частоты классов потомков (Pn+1, Hn+1, Qn+1) в следующем поколении (n+1). Возможны следующие варианты скрещивания:

Pn×Pn, вероятность  Pn2;

Pn×Hn, вероятность  2×Pn×Hn;

Pn×Qn, вероятность  2×Pn×Qn;

Hn×Hn, вероятность Hn2;

Hn×Qn, вероятность  2×Hn×Qn;

Qn×Qn, вероятность  Qn2.

     Потомками от скрещиваний 1, 3 и 6 будут особи  с генотипами AA, Aa и aa соответственно; в результате скрещивания 2 - будет  по половине особей с генотипами AA и Aa; в результате скрещивания 5 - будет по половине особей с генотипами Aa и aa; скрещивание 4 - даст все три возможных класса потомков (AA, Aa и aa) в пропорции 1 : 2 : 1.

     Исходя  из вероятностей скрещиваний и пропорций  в потомках от этих скрещиваний можно  расчитать частоты генотипических классов в поколении n+1.

Pn+1=Pn2+Pn×Hn+Hn2/4;

Hn+1=+2×Pn×Qn+Pn×Hn+Hn×Qn+Hn2/2;

Qn+1=Qn2+Hn×Qn+Hn2/4.

     Так как, Pn + Hn + Qn = 1, Pn+1 + Hn+1 + Qn+1 = 1 и исходя из соотношений написанных выше между  частотами аллелей а генотипических классов эти выражения можно привести к виду:

Pn+1=p2;

Hn+1=2pq;

Qn+1=q2.

     Аналогично  можно рассчитать, что соотношение между классами P, H, Q в поколении n+2 и последующих не изменится, и будет соответствовать приведенному в начале статьи уравнению.

     В случае, если число рассматриваемых аллелей гена более двух, формула, описывающая равновесные частоты генотипов усложняется и её можно записать в общем виде как:

(p+q+...+z)2=1, где

 p, q, z и т.д. - частоты аллельных вариантов гена в исследуемой популяции; разложив в правой части уравнения квадрат суммы получим выражение, состоящее из суммы квадратов частот аллелей и удвоенных произведений всех попарных комбинаций этих частот:

p2+q2+z2+2pq+2pz+2qz+...=1 

Биологический смысл закона Харди-Вайнберга.

Процесс наследования не влияет сам по себе на на частоту аллелей в популяции, а возможные изменения её генетической структуры возникают вследстве других причин. 

Условия действия закона Харди-вайнберга.

Закон действует в идеальных популяциях, состоящих из бесконечного числа  особей, полностью панмиксических и на которых не действуют факторы внешней среды. 

Равновесие  Харди-Вайнберга  в реальных популяциях.

На реальные популяции в той или иной степени  действуют факторы, небезразличые  для поддержания равновесия Харди - Вайнберга по каким-либо генетическим маркерам. В популяциях многих видов растений или животных распространённы такие явления как инбридинг или самооплодотворение - в таких случаях происходит уменьшение доли или полное изчезновение класса гетерозигот. В случае сверхдоминирования наоборот, доли классов гомозигот будут меньше расчётных.

     Эмбриологические  доказательства эволюции.

      Эмбриология – это наука о зародышевом  развитии организмов. Я считаю, что  эмбриологические доказательства так  же можно отнести к генетическим, так как строение живых существ определяется комбинациями генов. Основа эмбриологических доказательств состоит из трех пунктов.

1. Сходство зародышей – строение зародыша хордовых последовательно напоминает строение животных других видов. Например, яйцеклетка напоминает простейших, гаструла – кишечнополостных, нейрула – круглых червей, ланцетника. Все это свидетельствует об общности происхождения хордовых.

2.  Расхождение признаков зародышей. По мере развития черты сходства между зародышами ослабевают. Например, первоначальное сходство строения головы у ребенка и детеныша обезьяны постепенно исчезает. Следовательно, сначала проявляются признаки рода, а затем вида.

3. Биогенетический закон Мюллера-Гетте. Каждая особь в своем индивидуальном развитии кратко повторяет историю развития своего вида, т.е. онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

Например: а) у человеческого эмбриона в начале беременности наблюдаются жаберные щели, хвост, двухкамерное сердце, один круг кровообращения, из чего следует, что предками человека были рыбы.

б) гусеница бабочки строением похожа на кольчатого червя, следовательно, ее предками были кольчатые черви.

в) головастик лягушки имеет признаки рыбы, следовательно, его предками были рыбы.

Однако  в онтогенезе повторяются не все  стадии развития, часть стадий выпадает. Например, у птиц выпадает пятипалая стадия: у зародыша закладываются четыре пальца, а вырастают только три – крылья. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

  Заключение

     Таким образом, прочитав мой реферат, можно  сделать вывод, что Дарвин не был первым ученым, создавшим теорию эволюции. Его заслуга состоит в том, что он впервые научно объяснил механизмы эволюции вообще и видообразования в частности. Основными факторами эволюции Дарвин считал наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор. Элементарной единицей эволюции служит популяция, т.к., будучи целостной динамической структурой, существующей во времени и пространстве, популяция является элементарной биологической частью вида, способной к эволюционным изменениям, т.к. процесс эволюции идет в течение тысяч и миллионов лет, поэтому он не может затронуть отдельную особь. Несмотря на то, что в течение жизни каждый организм претерпевает онтогенетические изменения, эволюционный процесс на уровне одного организма не происходит.

     Учение  Дарвина служит естественнонаучной основой для материалистического объяснения целесообразности строения живых организмов, происхождения и многообразия видов и в наше время и является одним из крупнейших достижений естествознания XIX в.

     Я считаю эту тему актуальной и в наше время, так как ученые до сих пор не пришли к единодушному мнению в вопросе эволюции. До сих пор существуют различные точки зрения: креационизм, дарвинизм и др. Загадка происхождения и развития живой природы остается неразгаданной и в XXI веке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список 

1. Энциклопедия. Том 18. Человек. Ч.1. происхождение и природа человека. Как работает тело. Искусство быть здоровым/глав. Ред. В.А. Володин.- М.:Аванта +, 2002.

2. Бердников В.А. Эволюция и прогресс. -М.: 1991.

3. Вавилов Н.И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Л.: 1987.

4. Вернадский В.И. Биосфера. М.: 1967.

5. Вяткин Ю.С. Естественный отбор и биогеоценоз. М.: 1974

6. Грант В. Эволюция организмов. М.:1980.

7. Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М.: 2001.

8. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М.: 1974.

9. Северцов А.С. Направленность эволюции. М.: 1990.

10. Кайданов Л.З. Генетика популяций. М.: 1996.

11. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: 2003.

12. Федоренко О.М., Савушкин А.И., Олимнисенко Г.С. Генетическое разнообразие природных популяций Arabidopsis thariana (L) Heinh. в Карелии // Генетика 2001. Т. 37. № 2. с. 223-229.

Информация о работе Эволюционная теория Чарльза Дарвина и объяснение эволюционных процессов на основе генетики