CBRR0035 (Биологические основы развития ребенка и влияние на него факторов внешней среды)

реферат по биологии на тему:

“Биологические основы развития ребенка и влияние на него факторов внешней среды.”

ученика 10 “Г” класса

Шалупина Александра.

Москва 1996

Новорожденный несет в себе комплекс генов не только своих родителей, но и их отдаленных предков, то есть имеет свой, только ему присущий богатей- ший наследственный фонд или наследственно предопределенную биологичес- кую программу, благодаря которой возникают и развиваются его индивидуаль- ные качества. Эта программа закономерно и гармонично претворяется в жизнь, если, с одной стороны, в основе биологических процессов лежат достаточно качественные наследственные факторы, а с другой, внешняя среда обеспечивает растущий организм всем необходимым для реализации наследственного нача-

ла.

Приобретенные в течение жизни навыки и свойства не передаются по наследству, наукой не выявлено также особых генов одаренности, однако каж-

дый родившийся ребенок обладает громадным арсеналом задатков, раннее

развитие и формирование которых зависит от социальной структуры общества,

от условий воспитания и обучения, забот и усилий родителей и желания самого

маленького человека.

Молодым людям, вступающим в брак, следует помнить, что по наследству передаются не только внешние признаки и многие биохимические особенности

организма ( обмен веществ, группы крови и др. ), но и некоторые болезни или предрасположенность к болезненным состояниям. Поэтому каждому человеку

необходимо иметь общие представления о наследственности, знать свою родос-

ловную ( состояние здоровья родственников, их внешние особенности и таланты,

продолжительность жизни и др.), иметь представления о влиянии вредных фак-

торов ( в частности алкоголя и курения ) на развитие внутриутробного плода. Все

эти сведения могут быть использованы для ранней диагностики и лечения нас-

ледственных заболеваний, профилактики врожденных пороков развития.

Передача наследственной информации от родителей к ребенку. В осно-

ве передачи наследственных признаков всего живого ( растений, животных и че-

ловека ) лежат прежде всего законы наследования, открытые Г. Менделем в

1865 году. Они позволили сформулировать хромосомную теорию наследственно-

сти, согласно которой преемственность свойств в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом, находящихся в ядре клеток и заключающих в се-

бе всю генетическую информацию.

По современным данным науки, хромосомы ядерного вещества представ-

ляют гигантские полимерные молекулы, состоящие из нитей нуклииновых кислот

и небольшого количества белка. Каждая пара хромосом имеет определенный набор генов, контролирующих проявление того или иного признака. Химическая природа гена стала известной в последние десятилетия после расшифровки структуры дезоксирибонуклииновой кислоты ( ДНК ) и механизма ее самоудвое-

- 1 -

ния. В состав ДНК входят сахар дезоксирибоза, фосфорная кислота и 4 основа-

ния - адеин, гуанин, тимин и цитозин. ( рис. 1 )Молекулы ДНК имеют двухнитчатую

структуру. Обе параллельно идущие нити свернуты спиралью, а между этими ни- тями, как ступеньки в винтовой лестнице, расположены основания. При этом аде ин (А)соединяется только с тимином ( Т ), а гуанин ( Г ) - только с цитозином ( Ц ). В настоящее время твердо установлено, что вся наследственная информация о признаках растений, животных и человека, все разнообразие живого мира кодируется на нитях ДНК благодаря чередованию этих четырех нуклиотидов. Суть такого кода состоит в том, что каждые три рядом лежащих нуклиотида кодируют определенную аминокислоту и таким образом “ записывается” информация о последовательности аминокислот в белке. Всего известно 20 аминокислот, различные вариации из которых определяют все разнообразие белков в живой материи. С этими белками в свою очередь связано формирование тех или иных особенностейорганизма ( например групповая принадлежность крови, цвет волос и глаз у человека и многие другие свойства ).

Синтез белка на основе генетического кода происходит в цитоплазме кле-

тки. Посредниками между ядром и цитоплазмой являются рибонуклииновые кис-

лоты ( РНК ), значительно меньше по размерам , чем ДНК.Ген представляет со-

бой группу рядом лежащих нуклиотидов, которыми закодирован один белок ( фер

мент ), определяющий один признак. Число генов очень велико - считают, что у

человека их десятки тысяч. Один и тот же ген может оказывать влияние на разви

тие ряда признаков, равно как и на формирование единичного признака могут

оказывать влияние много генов. Молекулы ДНК, из которых состоят гены, можно

увидеть лишь в мощные электронные микроскопы с увиличением в 150-200 тысяч раз в отличие от хромосом, строение которых можно рассмотреть в обычный световой микроскоп.

Каждому виду растений и животных свойствен свой количественный набор

хромосом. Каждая клетка человеческого тела содержит 46 хромосом. Но так как в наборе почти все хромосомы представлены парами, то обычно указывается, что в каждую пару из 22 входят одинаковые по величине идентичные хромосомы,

23-я пара так называемых половых хромосом у женщин также состоит из одина-

ковых хромосом ( ХХ ), а у мужчин ( ХY ). ( рис. 2 )

За воспроизведение в поколениях растений, животных и человека наслед-

ственных свойств ответственны 3 эволюционно закрепленных универсальных про

цесса: размножение обычных ( соматических ) клеток организма - митоз, размно

жение половых клеток - мейоз и оплодотворение. При митозе происходит прос-

тое деление, перед которым количество хромосом в клетке удваивается путем

самовоспроизведения. В таком случае перед делением в человечечской клетке

- 2 -

обнаруживвается не 46, а 92 хромосомы. Они, как по команде, выстраиваются

парами друг против друга в две шеренги и мгновенно расходятся к разным полю-

сам клетки. Вслед за этим протоплазма путем перешнуровки разделяется на две

части и образуются две клетки, в ядрах которых опять содержится по 23 пары

хромосомы.

В период оплодотворения мужская гамета - сперматозоид - сливается с женской гаметой - яйцеклеткой, и в образующейся таким образом зиготе вновь

будет 46 хромосом - 23 от отца и 23 от матери, то есть 23 пары. Деление зиготы

и дальнейшее накопление клеточного материала формирующегося эмбриона, а

затем плода идет путем митоза. На определенных этапах у формирующегося зародыша появляются специализированные клетки, из которых образуются тка-

ни и органы. Весь процесс развития зародыша и вся дальнейшая жизнедеятель-

ность плода, новорожденного ребенка, взрослого человека происходят на осно-

ве наследственной информации при постоянном влиянии условий внешней сре-

ды, взаимодействии этих 2-х основных факторов.

Определение пола ребенка. В процессе зачатия половая принадлеж-

ность будущего ребенка определяется тем, носителем какой половой хромосо-

мы является сперматозоид - Х или Y. В яйцеклетки женщины среди 23 хромосом

в норме содержится одна половая Х - хромосома. У мужчин к концу мейотическо-

го деления образуется не одна половая клетка ( гамета ), как у женщины, а 4 га-

меты ( сперматозоида ). При этом половина из них содержит такие же Х-хромо-

сомы, как и яйцеклетки, а половина -Y-хромосомы. Если яйцеклетка оплодотво-

ряется сперматозоидом , несущим Х - хромосому, то из образовавшейся зиготы

будет развиваться ребенок женского пола. Если же яйцеклетка оплодотворена

сперматозоидом с Y - хромосомой, то сформируется мальчик. ( рис.3) теоритиче- ски вероятность зачатия девочкой или мальчиком практически одинакова. Фак- тически же оплодотворение сперматозоидами с Y - хромосомами встречается чаще, так как они обладают большей подвижностью. Однако развивающийся из оплодотворенного яйца зародыш мальчика менее устойчив к неблагоприятным условиям внешней среды. Непроизвольные выкидыши у женщин при зачатии мальчикамибывают чаще, чем при зачатии девочками, и все же мальчиков рож- дается на 6% больше, чем девочек. Мальчики и после рождения оказываются менее устойчивыми к влияниям внешней среды, чем девочки, и смертность их,

особенно в раннем возрасте, выше. В результате к периоду половой зрелости ко-

личество юношей и девушек практичеки одинаково.

Наследование признаков родителей. Единицы наследственности - гены -

находятся на хромосомах в строго определенном порядке, а поскольку хромосо-

мы у человека парные, то у каждого индивида имеются 2 копии гена: ген на хро-

- 4 -

мосоме, полученной от матери, и ген на хромосоме, полученной от отца. Если

оба гена одинаковы, говорят, что данный индивид “ гомозиготен” , если разные -

он ”гетерозиготен”. Гены влияющие на проявление того или иного признака, рас-

полагаются в одинаковых участках ( локусах ) гомологичных хромосом и называю-

тся аллельнымми, или аллелями. При гетерозиготном состоянии один из аллель

ных генов является доминантным ( преобладающим ), другой - рецессивным. В от

ношении признака цвета глаз доминантным является карий цвет, а рецессив-

ным - голубой. Рецессивный признак в организме находится в скрытом состоя-

нии и может проявиться только, если ген данного признака будет и на хромосо-

ме от отца и на идентичной хромосоме от матери. Такой характер проявления генов предопределяет и разный механизм проявления наследственных заболе-

ваний, среди которых различают доминантно и рецессивно наследуемые, а так

же сцепленные с полом.

Установить, является ли тот или иной признак у человека доминантным или рецессивным, врачу, антропологу или генетику помогает генеалогический метод исследования ( метод родословных ). Родословная - это схема, на которой условными обозначениями, отмечаются несколько поколений одной семьи. При этом женщины обозначаются кружочком, мужчины - квадратиком. (рис. 4 ). Изучаемыйпризнак или заболевание указывается определенной буквой в середине кружка или квадратика либо изображается заштрихованным. Родители, их братья и сестры располагаются на одной линии, дети также располагаются по горизонтали, но ниже родителей, а их дедушки, бабушки - выше родителей. Номера поколений по старшинству считаются сверху вниз.

При доминантном наследовании признака его можно обнаружить у одного

или у обоих родителей, а также у дедушки или бабушки. При рецессивном насле-

довании признак может обнаруживаться только в одном из поколений у 25% его

членов. Доминантный признак в схеме родословной наглядно выступает по вер-

тикали, тогда как рецессивный - только по горизонтали.

Есть признаки, наблюдаемые у лиц определенного пола. Это означает, что

ген, кодирующий такой признак, располагается на одной из половых хромосом.

Если такой ген локализуется на Х - хромосоме, то данный признак будет наблю-

даться только у мальчиков, так как у девочек другая такая же Х - хромосома мо-

жет нести ген данного признака с иной характеристикой. У женщин признак, кон-

тролируемый Х - рецессивным геном, не проявляется, но находится в скрытом со

стоянии, и они передают половине своих сыновей. Признаки, закодированные на

Y - хромосоме, по наследству передаются только мальчикам.

Влияние внешнесредовых факторов на развитие организма ребенка.

Каждый человек отличается от другого многочисленными физическими особен-

- 6 -

ностями, которые формируются уже с самого его зарождения и на протяжении

всей жизни. Однако с момента появления мужской и женской гамет, а затем при

их слиянии и образовании оплодотвореной клетки - зиготы наследственное нача-

ло человека может в определенной степени изменяться под влиянием внешнес-

редовых факторов. При взаимодействии генетических ( наследственных ) и внеш-

несредовых факторов в детском возрасте формируется большое число индивиду-

альных признаков человека.

Внешней средой для ребенка являются прежде всего те условия, которые

создадут его родители и окружающие его люди, различные климатические, геофи

зические и другие факторы. Воздействие среды может существенно изменить ха-

рактер наследственной информации. Она может реализоваться полностью или

частично, от чего будет зависеть выраженность признака. Например, генетичес-

ки обусловлено, что средняя масса ребенка при рождении составляет 3300-3700

грамм, а рост - 49-52 см. Но если во время беременности мать плохо питается или же из крови матери в кровь ребенка поступает недостаточно питательных веществ либо что-то мешает их усвоению, то ребенок может родиться с массой

2000- 2500 г и ростом 43- 45 см. Такой новорожденный будет незрелым и по не-

которым другим признакам. Чтобы способствовать наиболее полной реализации

его наследственной информации, родителям и врачам приходится принимать ряд мер, усиливающий рост ребенка.

Весь комплекс признаков, сформировавшийся во время взаимодействия

наследственных свойств организма - генотипа и внешнесредовых факторов, назы

вается фенотипом. Сумма фенотипических признаков составляет основу консти-

туциональных особенностей ребенка. То, что на характер наследственных приз-