Основные генетические характеристики популяции - реферат

Столичная Мед АКАДЕМИЯ ИМ. СЕЧЕНОВА

КАФЕДРА БИОЛОГИИ С ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКОЙ

Реферат на тему:

Главные ГЕНЕТИЧЕСКИЕ

Свойства ПОПУЛЯЦИИ

Москва, 2001 г.


Популяция (франц. population – население) – совокупа особей 1-го вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся вместе, имеющих общее происхождение, генетическую базу и в той либо другой степени изолированных от других популяций данного вида.

Популяция – простая эволюционная структура. Базу Основные генетические характеристики популяции - реферат современной эволюционной теории, которую именуют неодарвинизмом либо синтетической теорией эволюции, составляет исследование популяционной генетики. Гены, действуя независимо либо вместе с факторами среды, определяют фенотипические признаки организмов и обуславливают изменчивость в популяциях. Фенотипы, адаптированные к условиям данной среды либо «экологическим рамкам», сохраняются отбором, тогда как неадаптивные фенотипы подавляются и, в конце Основные генетические характеристики популяции - реферат концов, элиминируются. Естественный отбор, влияя на выживание отдельных особей с данным фенотипом, тем определяет судьбу их генотипа, но только общая генетическая реакция всей популяции определяет выживание данного вида, также образование новых видов. Только те организмы, которые, до того как погибнуть удачно произвели потомство, заносит вклад в будущее собственного Основные генетические характеристики популяции - реферат вида. Для истории данного вида судьба отдельного организма не имеет существенного значения.

ГЕНОФОНД

На генном уровне популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом).

Генофонд представлен совокупой аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. В каждой данной популяции состав генофонда из поколения в поколение может повсевременно изменяться. Новые сочетания генов образуют уникальные генотипы Основные генетические характеристики популяции - реферат, которые в собственном физическом выражении, т. е. в форме фенотипов, подвергаются давлению причин среды, производящих непрерывный отбор и определяющих, какие гены будут переданы последующему поколению.

Популяция, генофонд которой безпрерывно меняется из поколения в поколение, претерпевает эволюционное изменение. Статичный генофонд отражает отсутствие генетической изменчивости посреди особей данного вида и Основные генетические характеристики популяции - реферат отсутствие эволюционного конфигурации.

Генофонды природных популяций отличает наследное обилие (генетическая гетерогенность, либо полиморфизм), генетическое единство, динамическое равновесие толики особей с различными генотипами.

Наследное обилие заключается в присутствии в генофонде сразу разных аллелей отдельных генов. Первично оно создается мутационным процессом. Мутации, будучи обычно рецессивными и не влияя на фенотипы гетерозиготных организмов, сохраняются в Основные генетические характеристики популяции - реферат генофондах популяций в сокрытом от естественного отбора состоянии. Накапливаясь, они образуют резерв наследной изменчивости . Благодаря комбинативной изменчивости этот резерв употребляется для сотворения в каждом поколении новых композиций аллелей. Объем такового резерва громаден. Так, при скрещивании организмов, различающихся по 1000 локусов, любой из которых представлен 10 аллелями, количество вариантов генотипов добивается 101000 .

Генетическое Основные генетические характеристики популяции - реферат единство популяции обуславливается достаточным уровнем панмиксии. В критериях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов поочередных поколений является весь генофонд популяций. Генетическое единство проявляется также в общей генетической реализации популяции при изменении критерий существования, что обуславливает как выживание вида, так и образование новых видов.

ЗАКОН Основные генетические характеристики популяции - реферат ХАРДИ – ВАЙНБЕРГА

Хоть какой физический признак определяется одним либо несколькими генами. Каждый ген может существовать в нескольких разных формах – аллелях. Число организмов в данной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля (которую время от времени именуют частотой гена , что наименее точно). К примеру, у человека частота доминантного аллеля Основные генетические характеристики популяции - реферат, определяющего нормальную пигментацию кожи, волос и глаз, равна 99%. Рецессивный аллель, детерминирующий отсутствие пигментации – так именуемый альбинизм, - встречается с частотой 1%. В популяционной генетике частоту аллелей либо генов выражают не в процентах, а в десятичных дробях. Таким макаром, в этом случае частота доминантного аллеля равна 0,99 , а частота рецессивного аллеля альбинизма – 0,01. Общая Основные генетические характеристики популяции - реферат частота аллелей в популяции составляет 100%, либо 1,0.

Как это принято в традиционной генетике, аллели обозначаются знаками, к примеру A – доминантный аллель, a – рецессивный и рецессивный) в генофонде популяции, употребляются знаки p и q . Таким макаром,

где p – частота доминантного, q – частота рецессивного аллеля. (В примере с пигментацией у человека p = 0,99 , а q Основные генетические характеристики популяции - реферат =0,01). Значение этого уравнения заключается в том, что, зная частоту 1-го из аллелей, можно найти частоту другого.

Частоты отдельных аллелей в генофонде позволяют вычислять генетические конфигурации в данной популяции и определять частоту генотипов .

Математическая зависимость меж частотами аллелей и генотипов в популяциях была установлена в 1908 г. независимо друг от Основные генетические характеристики популяции - реферат друга английским математиком Дж. Харди и германским доктором В. Вайнбергом. Эта зависимость получила заглавие закон Харди – Вайнберга (равновесие Харди – Вайнберга). Закон этот говорит: «В нескончаемо большой популяции из свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной передвижения организмов с разными генотипами и давления естественного отбора начальные частоты доминантного и рецессивного аллелей Основные генетические характеристики популяции - реферат сохраняются неизменными из поколения в поколение».

Потому любые конфигурации частоты аллелей должны быть обоснованы нарушением 1-го либо нескольких вышеперечисленных критерий. Все эти нарушения способны вызвать эволюционное изменение. Эти конфигурации и их скорость можно изучить и измерить при помощи уравнения Харди – Вайнберга .

Если имеется два организма, один гомозиготный по доминантному Основные генетические характеристики популяции - реферат аллелю A , а другой – по рецессивному аллелю a , то все их потомки будут гетерозиготными

Если наличие доминантного аллеля A обозначить эмблемой p , а рецессивного аллеля a – эмблемой q , то картину скрещивания меж особями F1 , возникающие при всем этом генотипы и их частоты можно представить последующим образом:

Используя знаки Основные генетические характеристики популяции - реферат p и q результаты приведенного выше скрещивания можно представить последующим образом:

p 2 – доминантные гомозиготы

2pq – гетерозиготы

q 2 – рецессивные гомозиготы.

Такое рассредотачивание вероятных генотипов носит статистический нрав и основано на вероятностях. Три вероятных генотипа, образующихся при таком скрещивании, представлены со последующими частотами:

AA 2Aa aa

0,25 0,50 0,25

Сумма частот 3-х генотипов, представленных в рассматриваемой популяции Основные генетические характеристики популяции - реферат, равна единице; пользуясь знаками p и q, можно сказать, что вероятности генотипов последующие:

На математическом языке представляет собой уравнение вероятности, тогда как является квадратом этого уравнения (т.е. ).

Так как

p – частота доминантного аллеля;

q – частота рецессивного аллеля;

p 2 – гомозиготный доминантный тип;

2pq – гетерозиготный генотип;

q 2 – гомозиготный рецессивный генотип,

можно Основные генетические характеристики популяции - реферат вычислить частоты всех аллелей и генотипов, пользуясь выражениями

для частот аллелей:

для частот генотипов:

Но, для большинства популяций частоту обоих аллелей можно вычислить только по доле особей, гомозиготных по рецессивному аллелю, потому что это единственный генотип, который можно распознать по его фенотипическому выражению.

К примеру, один человек из 10000 – альбинос, т.е Основные генетические характеристики популяции - реферат. частота альбинотического генотипа составляет 1 на 10000. Так как аллель альбинизма рецессивен, альбинос должен быть гомозиготным по рецессивному гену, т.е. на языке теории вероятности

Зная, что q 2 =0,0001, можно найти частоты аллеля альбинизма (q ), доминантного аллеля обычной пигментации (p ), гомозиготного доминантного генотипа (p 2 ) и гетерозиготного генотипа (2pq ). Потому что q 2 =0,0001,

,

т Основные генетические характеристики популяции - реферат.е. частота аллеля альбинизма в популяции равна 0,01 либо 1%. Так как

частота доминантного аллеля в популяции равна 0,99 либо 99%. А если

и , то

,

т.е. частота гетерозиготного генотипа составляет 0,0198; другими словами, приблизительно 2% индивидуумов в данной популяции несут аллель альбинизма или в гетерозиготном или в гомозиготном состоянии.

Гетерозиготных индивидуумов, обычных по фенотипу, но Основные генетические характеристики популяции - реферат владеющих рецессивным геном, который в гомозиготном состоянии может вызвать нарушение метаболизма, именуют носителями . Существование в популяции неблагоприятных аллелей в составе гетерозиготных генотипов именуют генетическим грузом . Как демонстрируют вычисления с внедрением уравнения Харди – Вайнберга, частота носителей в популяции всегда выше, чем можно было бы ждать на основании фенотипического проявления данного недостатка.

СЛЕДСТВИЯ Основные генетические характеристики популяции - реферат УРАВНЕНИЯ ХАРДИ – ВАЙНБЕРГА

Из уравнения Харди – Вайнберга следует, что значимая толика имеющихся в популяции рецессивных аллелей находится у гетерозиготных носителей. Практически гетерозиготные генотипы служат принципиальным возможным источником генетической изменчивости. Это приводит к тому, что в каждом поколении из популяции может элиминироваться только очень малая толика рецессивных аллелей. Только те рецессивные аллели Основные генетические характеристики популяции - реферат, которые находятся в гомозиготном состоянии, проявятся в фенотипе и тем подвергнутся селективному воздействию причин среды и могут быть элиминированы. Многие рецессивные аллели элиминируются поэтому, что они неблагоприятны для фенотипа – обуславливают или смерть организма еще до того как он успеет бросить потомство, или «генетическую смерть», т.е. неспособность к размножению Основные генетические характеристики популяции - реферат.

Но не все рецессивные аллели неблагоприятны для популяции. К примеру, у человека из всех групп крови в большинстве случаев встречается группа 0, соответственная гомозиготности по рецессивному аллелю.

Другим примером служит серновидноклеточная анемия. наследное болезнь, обширно распространенное в ряде областей Африки, индии, у негритянского населения Северной Америки. Индивиды, гомозиготные Основные генетические характеристики популяции - реферат по соответственному рецессивному аллелю, обычно погибают не достигнув половой зрелости и элиминируя таким макаром из популяции по два рецессивных аллеля. Что касается гетерозигот, то они не погибают. Установлено, что в почти всех частях земного шара частота аллеля серновидноклеточности остается относительно размеренной. У неких африканских племен частота гетерозиготного фенотипа добивается 40%. Ранее Основные генетические характеристики популяции - реферат задумывались, что этот уровень поддерживается за счет возникновения новых мутантов. Но в итоге последующих исследовательских работ выяснилось, что в почти всех частях Африки, где посреди причин, угрожающих здоровью и жизни, принципиальное место занимает малярия, люди, несущие аллель серновидноклеточности, владеют завышенной резистентностью к этой заболевания. В малярийных районах Центральной Африки Основные генетические характеристики популяции - реферат это селективное преимущество гетерозиготного генотипа поддерживает частоту аллеля серновидноклеточности на уровне 10 – 20%. У североамериканских негров, уже 200 – 300 лет не испытывающих на для себя селективного эффекта малярии, частота аллеля серновидноклеточности свалилась до 5%.

Этот пример эволюции в действии ясно показывает селективное воздействие среды на частоту аллелей – механизм нарушающий равновесие Харди – Вайнберга. Конкретно Основные генетические характеристики популяции - реферат такового рода механизмы вызывают в популяциях сдвиги, ведущие к эволюционному изменению.

Причины, ВЫЗЫВАЮЩИЕ Конфигурации

В ПОПУЛЯЦИЯХ

Принцип Харди – Вайнберга носит чисто теоретический нрав. Очень немногие популяции находятся в критериях, при которых сохраняется равновесие.

Половая рекомбинация (кроссинговер во время мейоза, независящее рассредотачивание хромосом при мейозе, случайное оплодотворение) обуславливает перетасовку генов , лежащую в Основные генетические характеристики популяции - реферат базе происходящих непрерывных конфигураций. Но хотя эти процессы и приводят к образованию новых генотипов и изменяют их частоты, они не вызывают никакого конфигурации имеющихся аллелей, так что частоты аллелей остаются неизменными.

А эволюционные конфигурации происходят прямо за возникновением новых аллелей, а основным источником последних служат мутации.

МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

Большой вклад в Основные генетические характеристики популяции - реферат популяционную генетику занес российский ученый С. С. Четвериков, обративший внимание на насыщенность природных популяций рецессивными мутациями, также на колебания частоты генов в популяциях зависимо от деяния причин наружной среды.

Мутационный процесс, изменяя частоту 1-го аллеля по отношению к другому, оказывает на генофонд популяции прямое действие. За счет мутантных аллелей Основные генетические характеристики популяции - реферат происходит формирование резерва наследной изменчивости. Благодаря мутационному процессу поддерживается высочайший уровень наследного контраста природных популяций. Совокупа аллелей, возникающих в итоге мутаций, составляет простый эволюционный материал.

Большая часть мутаций сначало оказывает на фенотип особей неблагоприятное действие. В силу рецессивности мутантные аллели обычно находятся в генофондах популяций в гетерозиготных по Основные генетические характеристики популяции - реферат соответственному локусу генотипах.

Благодаря этому достигается тройственный хороший результат: 1) исключается конкретное отрицательное воздействие мутантного аллеля на фенотипическое выражение признака, контролируемого данным геном; 2) сохраняются нейтральные мутации, не имеющие приспособительной ценности в реальных критериях существования, но которые сумеют приобрести такую ценность в дальнейшем; 3) скапливаются некие неблагоприятные мутации, которые в гетерозиготном состоянии часто увеличивают Основные генетические характеристики популяции - реферат относительную жизнеспособность организмов (эффект гетерозиса). Таким макаром, создается резерв наследной изменчивости.

НЕСЛУЧАЙНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ

В большинстве природных популяций спаривание происходит неслучайным образом. Во всех тех случаях, когда наличие 1-го либо нескольких наследуемых признаков увеличивает возможность удачного осеменения гамет, имеет место половой отбор. У растений и животных существует много структурных и Основные генетические характеристики популяции - реферат поведенческих устройств, исключающих чисто случайный подбор родительских особей. К примеру, цветки, у каких лепестки крупнее и нектара больше, чем обычно, возможно будут завлекать больше насекомых, что повысит возможность опыления и осеменения. Нрав расцветки насекомых, рыб и птиц и особенности их поведения, связанные с постройкой гнезда, охраной местности и супружескими Основные генетические характеристики популяции - реферат церемониями, увеличивают избирательность при скрещивании.

Таким макаром, половой отбор как механизм избирательного скрещивания обеспечивает неким особям более высочайший репродуктивный потенциал, в итоге чего возможность передачи генов этих особей последующему поколению увеличивается. Репродуктивный потенциал особей с наименее подходящими признаками понижен, и передача их аллелей следующим поколениям происходит пореже Основные генетические характеристики популяции - реферат.

ДРЕЙФ ГЕНОВ

О дрейфе генов молвят в тех случаях, когда изменение частоты генов в популяциях бывают случайными и не зависят от естественного отбора. Случайный дрейф генов либо генетико-автоматические процессы, либо эффект Сьюэлла Райта, может служить принципиальным механизмом эволюционных конфигураций в маленьких и изолированных популяциях. В маленький популяции могут быть Основные генетические характеристики популяции - реферат представлены не все аллели, обычные для данного вида.

Генетический дрейф может появиться при отделении новейшей популяции от родительской из-за того, что процент определенных аллелей посреди отделившихся особей будет другим, чем в начальной популяции. К примеру, некоторый аллель встречается в популяции в 1% случаев. Допустим, что 10 животных из этой популяции были занесены Основные генетические характеристики популяции - реферат на изолированный полуостров и там образовали новейшую популяцию. Если посреди этих 10 одно было носителем данного аллеля, то его частота в новейшей популяции будет составлять уже 10%. Если же не было ни 1-го, то в образовавшейся популяции этот аллель будет отсутствовать.

Либо же, к примеру, если данный аллель встречался в популяции из Основные генетические характеристики популяции - реферат 1000000 особей с частотой, допустим 1% (т.е. q = 0,01), то им будет владеть 10000 особей; а в популяции состоящей из 100 особей, этот аллель будет иметься только у одной особи, так что возможность его случайной утраты в малой популяции (к примеру, в итоге досрочной смерти особи – единственного носителя данного аллеля Основные генетические характеристики популяции - реферат в популяции) будет еще выше.

С дрейфом генов связано явление, известное под заглавием принципа основоположника . Оно заключается в том, что при отделении от родительской популяции маленькой ее части последняя может случаем оказаться не полностью обычной по собственному аллельному составу. Некие аллели в ней могут отсутствовать, а другие будут представлены Основные генетические характеристики популяции - реферат с диспропорционально высочайшей частотой. Неизменное скрещивание снутри таковой пионерной популяции приведет к созданию генофонда, отличающегося по частотам аллелей от генофонда начальной родительской популяции. Дрейф генов обычно понижает генетическую изменчивость в популяции, приемущественно в итоге утраты тех аллелей, которые встречаются изредка. Сущность дрейфа генов в том, что из-за случайных колебаний Основные генетические характеристики популяции - реферат один из аллелей может вообщем выпасть из популяции и она окажется по данному гену гомозиготной. В итоге происходит гомозиготизация особей и затухание изменчивости. Это открывает путь случайной дифференцировке популяций прямо до видового обособления.

ПОТОК ГЕНОВ

Поток генов – это перемещение аллелей из одной популяции в другую в итоге скрещивания меж членами этих Основные генетические характеристики популяции - реферат 2-ух популяций. Случайное внесение новых аллелей в популяцию – реципиента и удаление их из популяции – донора изменяет частоту аллелей в обеих популяциях и ведет к увеличению генетической изменчивости. Невзирая на то, что поток генов заносит в популяции генетическую изменчивость, в смысле эволюционного конфигурации его действие оказывается ограниченным. Распространяя мутантные Основные генетические характеристики популяции - реферат аллели по всем популяциям, поток генов приводит к тому, что все популяции данного вида получают общий генофонд, т.е. различия меж популяциями уменьшаются.

_______________________________

Таким макаром, изменение частоты генов, вызванные теми либо другими факторами наружной среды, служат основой появления различий меж популяциями и в предстоящем обуславливают преобразование их в новые виды. Потому Основные генетические характеристики популяции - реферат конфигурации популяций в процессе естественного отбора именуют микроэволюцией .


ЛИТЕРАТУРА

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. «Биология» в 3-х тт. М. 1993

2. Чебышев Н.В., Кузнецов С.В., Зайчикова С.Г., Барабанов Е.И. «Эволюция и экология». М. 1995

3. Мамонтов С.Г., Захаров В.Г. «Общая биология». М. 1996

4. Слюсарев А Основные генетические характеристики популяции - реферат.А. «Биология с общей генетикой». М. 1979

5. Каменский А.А., Соколова Н.А., Титов С.А. «Биология. Ответы на вопросы». М. 1998

6. «Биология» под ред. проф. Ярыгина В.Н. М. 1997

7. Пуговкин А.П., Пуговкина Н.А. «Основы общей биологии». СПб. 1995


osnovnie-funkcii-pitaniya.html
osnovnie-funkcii-reklami.html
osnovnie-funkcii-socialno-kulturnoj-deyatelnosti.html