Популяционно-статистический метод

С помощью популяционно-статистического метода изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний. Он позволяет изучать мутационный процесс, роль наследственности и среды в формировании фенотипического полиморфизма человека по нормальным признакам, а также в возникновении болезней, особенно с наследственной предрасположенностью. Этот метод используют и для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности в расообразовании.

При статистической обработке материала, получаемого при обследовании группы населения по интересующему исследователя признаку, основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции (см. разд. 10.2.3, т.2). На основании этого закона, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом (аа), можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля (а) в генофонде данного поколения. Распространив эти сведения на ближайшие поколения, можно предсказать частоту появления в них людей с рецессивным признаком, а также гетерозиготных носителей рецессивного аллеля.

Математическим выражением закона Харди — Вайнберга служит формула (рА. + qa)², где р и q — частоты встречаемости аллелей А и а соответствующего гена. Раскрытие этой формулы дает возможность рассчитать частоту встречаемости людей с разным генотипом и в первую очередь гетерозигот — носителей скрытого рецессивного аллеля: p²AA + 2pqAa + q²аа.

Размножение

Размножение одно из важнейших свойств живых организмов, является важным механизмом в поддержании генофонда биологического вида. обеспечивает наличие у дочерних организмов набора генов, характерных для данного вида. виды размножения: бесполое, половое.

бесполое - родителем является одна особь. для размножения используется одна или несколько клеток родителя. половых клеток не образуется. бывает: моноцитогенное, полицитогенное.

используется одна клетка родителя: 1. деление пополам (саркодовые, бактерии)

2. шизогония (множественное деление) (жгутиковые, споровики)

3. спорообразование (спорофиты растений, грибы)

4. неравномерное деление (дрожжи, сосущие инфузории)

используется группа клеток родителя: 1. почкование (губки, кишечнополостные, кольчатые черви)

2. вегетативное (растения)

3. фрагментация (колониальные организмы, плоские черви)

4. упорядоченное деление (радиальносимметричное - медузы, поперечное - кольчатые черви)

5. полиэмбриония (броненосцы, человек)

В процессе развития жизни бесполое размножение возникло раньше полового, но половое размножение распространено намного больше, т.к. оно обеспечивает большое генетическое разнообразие.

половое размножение. объединяется наследственный материал двух родителей. у многоклеточных организмов всегда образуются половые клетки.

половое размножение у одноклеточных: 1. конъюгация (две особи временно соединяются и обмениваются наследственной информацией. характерно для инфузорий и бактерий, иногда у червей, нитчатых водорослей)

2. копуляция (гамета образуется из всего родительского организма, затем гаметы сливаются и образуется новое поколение. встречается у жгутиковых водорослей)

у многоклеточных: 1. образование зиготы (классический вариант)

2. партеногенез (встречается у тлей, дафний, перепончатокрылых)

3. гиногенез (процесс развития дочернего организма при участии наследственного материала только яйцеклетки, причем у нее удваиваются хромосомы. самоудвоение хромосом стимулируют сперматозоиды. они проникают в яйцеклетку и гибнут. встречается у серебристого карася, некоторых тритонов. в потомстве будут только самки. иногда для стимуляции используются сперматозоиды близких видов)

4. андрогенез (ядро яйцеклетки погибает, ядро сперматозоида удваивается. встречается у некоторыз перепончатых ос, кукурузы. широко используется человеком в производстве шелка)

Мейоз. Гаметогенез

Мейоз - способ деления ядра клетки, при котором число хромосом в дочерних клетках уменьшается от диплоидного до гаплоидного. Включает два цикла ядерных и клеточных делений: 1. первое деление (редукционное)

2. второе деление (эквационное)

Редукционное

Интерфаза как при митозе (2н4с)

1. Профаза-1 (2н4с) включает 5 периодов - лептотену (стадия тонких нитей), зиготену( конъюгация хромосом), пахитену (кроссинговер), диплотену, диакинез

2. Метафаза-1 (2н4с) на экваторе выстраиваются биваленты

3. Анафаза-1 (2н4с) расходятся гомологичные хромосомы

4. Телофоза-1 а. ранняя (2н4с)

б. поздняя (н2с)

Эквационное

в интерфазе нет s-периода (н2с)

1. профаза-2 (н2с)

2. метафаза-2 (н2с)

3. анафаза-2 (2н4с)

2. телофаза-2 (ранняя - 2н2с, поздняя - нс)

Значение мейоза

1. сохранаяет число хромосом при половом размножении

2. обеспечивает генетическое разнообразие потомства: а. случайное слияние гамет

б. кроссинговер в пррофазу-1

в. независимое расхождение хромосом в анафазу-1

г. независимое расхождение хроматид в анафазу-2

Гаметогенез

образование зрелых половых клеток

выделяют: сперматогенез- образование мужских половых клеток

овогенез - образование женских половых клеток

гаметы - это высокоспециализированные клетки, которые выполняют функцию генеративную

сперматозоид состоит из трех частей: головки, шейки и жгутика. на передней части головки располагается акросома с хеморецепторами, там же имеются вакуоли с ферментами. внутри головки находится ядро и центриоль. в шейке находится множество митохондрий.

яйцеклетка крупная неподвижная, с большим количеством зернистой цитоплазмы. имеет две оболочки - белковую и желточную.

в гаметогенезе выделяют три стадии. первая - стадия размножения, вторая - стадия роста, третья - стадия созревания. в сперматогенезе четвертая - стадия формирования.

Сперматогенез у человека начинается после полового созревания. весь этот процесс занимает примерно70 суток. в стадию размножения делятся клетки зачаткового эпителия и образуются многочисленные сперматогонии. деление в данном случае - митоз. затем начинается стадия роста. соответствует первой интерфазе первого деления мейоза. меняется характеристика клетки (2н4с) - образуются сперматоциты первого порядка. затем - стадия созревания. соответствует двум делениям мейоза. получаются гаплоидные клетки - сперматоциты второго порядка (н2с). далее - второе деление. получаются сперматиды (нс). на стадии формирования идет дифференцировка. у большинства мужчин гаметогенез не прекращается до смерти. изменяется только количество сперматозоидов. Овогенез начинается в эмбриональном периоде жизни. идет стадия размножения. первичные половые клетки делятся путем митоза и образуются овогонии (2н2с). затем начинается стадия роста. появляются овоциты первого порядка(2н4с). также начинается стадия созревания. овоцит первого порядка начинает мейоз, но первое деление прерывается на стадии профазы-1 до полового созревания. после полового созревания первое деление продолжается. заканчивается и появляется овоцит второго порядка и мелкая клетка (редукционное тельце первое) (н2с). затем идет овуляция. начинается второе деление (в маточных трубах). оно идет до стадии метафазы-2. овоцит второго порядка имеет только одну центриоль. вторая центриоль появляется от сперматозоида. после этого второе деление заканчивается. выделяется второе редукционное тельце. редукционное тельце забирает с собой лишние хромосомные наборы. обычно их получается три. завершается в 45-49.

различия сперматогенеза и овогенеза: разное число стадий, число зрелых половых клеток, образующихся на одну исходную, продолжительность процесса, начало процесса, непрерывность процесса (сперматогенез непрерывен, овогенез имеет две паузы), производительность (сперматозоидов очень много, не менее 500 млрд., а яйцеклеток 300-400).