Генетика (стр. 1 )

Г Е Н Е Т И К А

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

И ЗАДАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

для студентов-заочников

специальности 110201.65 – «Агрономия»

Авторы: , профессор, кандидат биологических наук,

, доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

Рецензенты:

, профессор кафедры плодоовощеводства и виноградарства, доктор с.-х. наук,

, профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия, доктор с.-х. наук

ВВЕДЕНИЕ

В реализации программы продовольственной безопасности Российской Федерации важное место занимает гене­тика - наука о наследственности и изменчивости организмов. Как ведущая методологическая биологическая наука, генетика является важнейшей теоретической и прак­тической дисциплиной, которая серьезно влияет на современное развитие производительных сил общества, связанных с сельским хозяй­ством. Явления, которые она исследует, интересны и значимы во всех сферах жизнедеятельности человека. Овладеть генетикой для спе­циалиста сельского хозяйства высшей квалификации совершенно необходимо: это даст возможность познать методы управления наследствен­ностью и изменчивостью для получения нужных человеку форм организмов и в целях управления их индивидуальным развитием.

Генетика является теоретической основой селекции, а сор­та и гибриды на современном этапе развития сельскохозяй­ственного производства - один из основных факторов ин­тенсификации земледелия.

На современном этапе селекции особое внимание обращается на активизацию работ по использованию биотехнологии и генной инженерии, в созда­нии и внедрении в производство новых высокопродуктивных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Высоко квалифицированный специалист должен знать генетическую природу сорта (гибрида) и на ее основе разрабатывать сорто­вую агротехнику, комплекс мер по защите растений от болезней, вредителей и других неблагоприятных факторов.

Использование генетических знаний и методов очень важно в охране окружающей среды и здоровья человека. В окружающей среде за счет техногенных процессов происходит по­стоянное увеличение влияния физических и химических мутагенных факторов на загрязнение среды обитания человека. Большую опасность представляют химические вещества, используемые в сельскохозяйственном производстве, в связи с их повседневным действием через пищу, воду и воздух. Мутаге­ны изменяют генетический материал человека (растений, жи­вотных), вызывая тяжелые наследственные болезни. Кроме того, они провоцируют появление форм, вредных для высших организмов. Возникают, например, новые формы вирусов, бактерий и грибов, поражающих растения, животных и человека. Эво­люция жизни на земле становится все больше зависимой от хозяйственной деятельности человека. Для познания механизма эволюционного процесса, предсказуемого управления индивидуальным развитием возделывае­мых растений, образованием хозяйственно-полезных форм и устранением вредных, необходимы четкие представления о сущности наследственности, причин появления новых наследственных свойств у организ­мов. Специалисту нужны глубокие знания гене­тики.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Студенты-заочники изучают генетику в том же объеме, что и студенты очного обучения, но в отличие от них, в ос­новном, самостоятельно. Задача данных методических ука­заний состоит в том, чтобы оказать помощь студентам-заоч­никам агрономических специальностей в самостоятельном изучении дисциплины в межсессионный период. Примерные затраты времени по темам курса «Генетика» при самостоя­тельном изучении указаны в таблице 1.

Таблица 1 – РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ГЕНЕТИКА»

По учебному плану студенты-заочники агрономи­ческих специальностей выполняют одну контрольную работу, а после прослушивания лекций по наиболее важным и слож­ным разделам курса и отработки лабораторно-практических занятий сдают экзамен.

В процессе самостоятельной работы студент-заочник, ру­ководствуясь программой курса и данными методическими указаниями, обязан обстоятельно изучить основную литера­туру, а при необходимости и дополнительную. Приступая к изучению курса генетики, следует обратить внимание на чрезвычайно быстрые темпы ее современного развития, на веду­щее место генетики среди биологических наук, на достиже­ния и перспективы ее развития, на использование ею мето­дов цитологии, математики, химии, физики и других наук, не забывая о том, что она является теоретической основой селекции и семеноводства.

Как точная наука, генетика требует максимум усилий в ее изучении. Нельзя ограничиваться лишь простым чтением учебного материала, так как эффект понимания и запоми­нания его при таком способе очень мал. После прочтения очередного раздела необходимо его осмыслить, законспекти­ровать основные положения, при необходимости сделать за­рисовки, соответствующие надписи к ним, составить и тща­тельно проанализировать схемы скрещиваний и т. п., выпи­сать незнакомые генетические термины и, пользуясь слова­рем, дать им исчерпывающие объяснения. Для закрепления теоретических знаний необходимо научиться моделировать элементарные генетические процессы. Для успешного выполнения контрольной работы в мето­дических указаниях приведены элементарного моделирования процессов биосинтеза белка в клетке, генетического анализа, генетической структуры популяций. Аналогичные за­дания включены в контрольную работу.

Список литературы по курсу "Генетика "

Основная литература

1.  Генетика/ , , - М.: Колос, 2003. – 480 с.

2.  Введение в генетику/ – М.: КолосС, 2007. – 224 с. (Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

3.  Гуляев .-3-е изд., перераб. и доп.-М.: Колос, 198с. - (Учебник и учеб. пособие для высш. с.-х. учеб. заведений).

4.  Инге-Вечтомов с основами селекции : Учеб. для биол. спец. ун-тов.- М.: Высш. шк., I9c.

5.  Абрамова по генетике.- 4-е изд. перераб. и доп.-М.: ВО Агропромиздат, I99с.

6.  Цитологические основы наследственности. Типы размножения./ Методическое пособие для лабораторных занятий по генетике для студ. агроном. специальностей. Сост. – Ставрополь: СГСХА, 199с.

7.  Статистический характер расщепления. Критерий соответствия хи-квадрат./ Учебно-методическое пособие для лабораторных занятий по генетике для студ агроном. специальностей. Сост. – Ставрополь: СГСХА, 199с.

8.  , Мальченко терминов по генетике, цитоло­гии, селекции, семеноводству и семеноведению. – 2-е изд. перераб. и доп.-М.: Россельхозиздат. 198З.- 240 с.

Дополнительная литература

1. Вавилов сочинения// Генетика и селекция.-М.: Koлoc, I968.

2. Гершензон современной генетики. Киев.: Наукова Думка., 1983.

3. Дубинин H. П. Общая генетика.- М: Наука, 1986.

4. Серебровский анализ. - М.: Наука, 1970.

5. , , Тихомирова с основами селек­ции.- М.: Просвещение, I979.

6. Опыты над растительными гибридами.- М.: Наука, 1965.

7. Мичурин . T. l.- М.: Сельхозгиз,1948.

8. Жученко генетика культурных растений. Кишинев: Штиинца, I980.

9.

10. Избранные сочинения. - М.: И. Л., I955

11. Проблемы мутагенеза. М.: Мир, 1978.

12. Созинов белков и его значение в генетике и селекции. - М.: Наука, I985.

13. , Устинова растений.- М.: Агропромиздат, I987.

14. Хесин генома.-М.: Наука, I984

15. Происхождение видов.- М.-Л.: Наука, 1935.

16. Селекция и семеноводство культурных растений.-М.: Агропромиздат, 199l.

17. Учебное пособие по генетике (для программированного обучения и контроля)/ Под ред. .-Воронеж:ВГАУ, 1996.

18. Абрамова . Программированное обучение.- М.: Агропромиздат, I98с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

ПРОВЕРКИ ЗНАНИЯ

РАЗДЕЛ 1

ВВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ

Тема 1. Предмет и методы генетики

Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов. Наследственность – свойство живых организмов проявлять материальную и функциональную преемственность поколений. Изменчивость – свойство живых организмов материального и функционального отклонения потомков от своих родителей. Термин «генетика» ввел английский ученый У. Бетсон в 1906 г. geneticos - по древнегречески значит «относящийся к происхождению».

Особое внимание следует уделить усвоению задач, которые решает генетика: изучить законы наследственности и изменчивости на всех уровнях организации живых организмов: молекулярном; клеточном; организменном; популяционном.

Следует четко представлять, что объектами генетики являются живые организмы, находящиеся на всех уровнях эволюционного развития: микроорганизмы (вирусы, бактерии), растения, животные, человек.

Приступая к изучению этого важного раздела генетики, следует обратить внимание на методы генетических исследований.

Гибридологический метод или гибридологический анализ заключается в гибридизации специально подобранных родительских пар и последующем учете расщеплений. Устанавливает генотип особи по фенотипу потомков. В законченном виде был разработан Г.-И. Менделем.

Цитологический метод - роль клетки и ее структур в передаче наследственности, т. е. в обеспечении материальной и функциональной преемственности между поколениями.

Цитогенетика – исследование строения хромосом вместе с гибридологическим анализом.

Онтогенетический метод - развитие признаков и свойств в процессе онтогенеза – индивидуального развития организма.

Математический анализ - количественный учет при анализе результатов расщепления и построения гипотезы наследования. Впервые введен Г.-И. Менделем. Основывается на методе вариационной статистики.

Методы всех естественных наук: химии, биохимии, иммунологии (изучение белков и нуклеиновых кислот); физики (оптический, седиментационный, меченых атомов), математики (моделирование процессов), медицины, зоологии, ботаники, микробиологии и др. Исследования проводят в системах: in vivo, in vitro.

Следует обратить внимание на исторический ход развития генетики, смену ее этапов.

Доменделевский период V век до н. э. Гиппократ – умозрительная гипотеза «прямого наследования» (передаются признаки). IV век до н. э. Аристотель – умозрительная гипотеза «непрямого наследования» (передаются наследственные задатки). гг. возникновение клеточной теории – Т. Шванн, М. Шлейден. Опыты по гибридизации (). Гибридизация гороха, установил единообразие гибридов первого поколения и расщепление во втором - (.). Комбинирование родительских признаков при гибридизации - О. Сажрэ (), но результаты не были количественно проанализированы.

1 этап – от открытия (1865) до переоткрытия законов Менделя (1900). Г.-И. Мендель впервые сформировал и применил принципы гибридологического анализа для проверки конкретной гипотезы – гипотезы о наследственной передачи дискретных факторов. С 1870 по 1887 годы сформировалась клеточная теория. Были открыты хромосомы, описаны митоз, мейоз, оплодотворение, установлено постоянство хромосомных наборов.

2 этап – классическая генетика (). В 1900 году вновь были открыты независимо друг от друга закономерности наследования, установленные Г.-И. Менделем: Гуго Де Фриз (Голландия), Карл Корренс (Германия), Эрих Чермак (Австрия). 1900 г. дата рождения генетики. Период «классической генетики» связан с установлением материальных основ наследственности. В 1910 г. американский генетик Т.-Х. Морган начал исследования с плодовой мушкой дрозофилой. В работах школы Моргана понятие наследственного фактора – гена, получило материальное воплощение (участок хромосомы).

Ген становится центральной проблемой генетики. Первым начал читать курс генетики в Филипченко в 1913 г. в Санкт-Петербургском университете в 1919 г. в Петроградском университете он создал первую кафедру генетики и экспериментальной зоологии и первую лабораторию генетики, преобразованную в 1933 г. в институт генетики АН СССР.

3 этап (с 1953 г.) – современная генетика. Анализ материальных основ наследственности перешел на молекулярный уровень. Были привлечены новейшие методы и принципы исследований химии, физики, математики, кибернетики. Объектом исследований становятся бактерии и вирусы. 1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик создали модель строения ДНК.

Молекулярные принципы исследований проникают во все области учения о наследственности.

Начиная с ХХ века генетика является наиболее быстро развивающейся ведущей биологической наукой. Следует обратить внимание на то, что генетические закономерности установлены на уровне ДНК (универсальный носитель наследственности) и клетки (универсальная структурная единица), поэтому они универсальны для всех живых организмов. Поэтому, генетика является методологической основой для всех биологических наук, в т. ч. для медицины, селекции, эволюционной теории, экологии.

Литература: 1, 2, 4.

Вопросы для самопроверки

1.  Что является предметом изучения генетики?

2.  Что такое наследственность?

3.  Что такое изменчивость?

4.  Что является объектами изучения генетики?

5.  Какие методы изучения используют в генетике?

6.  Когда были высказаны первые генетические гипотезы?

7.  Какие научные исследования, относящиеся к генетике были осуществлены в доменеделевский период?

8.  Кто впервые ввел в научную практику гибридологический анализ?

9.  Кто впервые ввел в научную практику генетических исследований статистический анализ?

10.  Кто является основоположником генетики?

11.  Кто и когда «переоткрыл» законы Менделя?

12.  Какие научные генетические исследования были осуществлены в период «классической генетики»?

13.  С каким открытием связывают переход генетики в современный этап развития?

14.  Почему генетика является методологической основой современной биологии?

15.  На какие сферы жизнедеятельности человека оказывает влияние генетика?

РАЗДЕЛ 2

МАТЕРИАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Тема 2. Цитологические основы наследственности

Наследственность – неотъемлемое свойство всех организ­мов передавать при размножении свои признаки и особен­ности развития потомству. Следует четко уяснить, что при, бесполом и половом размножении единицей развития являет­ся клетка, в которой заключена вся генетическая информа­ция, определяющая развитие любого признака и всего организма. В связи с этим необходимо знать особенности строения клетки у прокариотов и эукариотов, функции органоидов клетки, их роль в ее жизнедеятельности и передаче наслед­ственной информации последующим поколениям. Особое внимание следует уделить хромосомам, как основным носителям генетической информации.

Все виды растений и животных в своих соматических клетках содержат строго определенный и постоянный набор хромосом, который получил название кариотип. Необходи­мо четко уяснить понятие о кариотипе, гомологичности хро­мосом, диплоидном числе хромосом в соматических клетках.

Постоянство числа хромосом в соматических клетках обеспечивается в процессе митотического деления. Изучая митоз, следует усвоить особенности поведения хромосом в каждой фазе – в профазе, метафазе, анафазе, телофазе. При этом необходимо выяснить роль отдельных периодов интер­фазы (G1, S, G2) в подготовке клетки к делению, обратив особое внимание на период S (синтетический), в котором происходит репликация молекулы ДНК. Благодаря этому в постсинтетический период каждая хромосома, вступающая в митоз, состоит из двух хроматид. Необходимо уяснить значение этого про­цесса.

Изучая мейоз, протекающий в клетках генеративных органов (пестик, пыльники, тычинки), особое внимание следует об­ратить на то, что он включает в себя два деления: I – редук­ционное, II – эквационное. Оба деления состоят из таких же фаз, как и митоз, однако по содержанию значительно разли­чаются, особенно профаза 1. В связи с этим, следует обратить особое внимание на такие явления, как конъюгация гомологичных хромосом, образование бивалентов, хиазм, обмен го­мологичными участками (кроссинговер) гомологичных хромосом. Результатом I деления является редукция (уменьшение) числа хромосом (2n) в два раза (n). Следует обратить внимание и на деление II, протекающее по типу митоза. В результате 2-х делений мейоза образуются споры: мак­роспоры в пестиках и микроспоры в пыльниках. Процесс об­разования половых клеток (гамет), называемый гаметогенезом, протекает в микро - и в макроспорах путем дальнейших митотических делений.

Необходимо четко представлять отличия мейоза от мито­за и их генетическое значение. Без этого невозможно понять, как осуществляется преемственность на клеточном и организменном уровнях, как возникает наследственная изменчивость.

В процессе оплодотворения происходит слияние мужской' и женской половых клеток, благодаря чему восстанавливается диплоидное число (2n) хромосом в зиготе. Следует обратить особое внимание на биологическую сущность двойного оплодотворе­ния, открытого и использование этого явления в семеноводстве.

Литература: 1, 2, 3, 5, 6, 8.

Вопросы для самопроверки

1.  В чем проявляется отличие строения клетки эукариот от прокариот?

2.  Что составляет генетический аппарат клетки у эукариот и у прокариот?

3.  По каким морфологическим признакам различаются хромосомы эукариот?

4.  Какие процессы протекают в клетке в митотическом цикле?

5.  В чем отличия амитоза и эндомитоза от нормального митоза?

6.  Что такое политения?

7.  Какие процессы протекают в клетке в профазе I митоза?

8.  Чем отличается поведение хромосом в одноименных фазах I и II делений мейоза?

9.  В чем состоит генетическое значение митоза и мейоза?

10.  Основой какого типа размножения является митоз?

11.  Основой какого типа размножения является мейоз?

12.  В чем заключаются процессы микро - и макроспророгенеза у высших растений?

13.  В чем заключаются процессы микро - и макрогаметогенеза у высших растений?

14.  В чем состоит суть двойного оплодотворения у высших растений?

15.  Что такое ксенийность?

Тема 3. Молекулярные основы наследственности

Приступая к изучению этого важного раздела генетики, следует обратить внимание на то, что хромосомы состоят из ДНК и белка. Необходимо изучить доказательства веду­щей роли ДНК в хранении и передаче генетической инфор­мации. Особое внимание следует обратить на явления транс­формации и трансдукции.

Строение ДНК долго оставалось невыясненным. В 1953 г.
Уотсон и Крик предложили модель пространственной организации молекулы ДНК, в которой объединены две полинуклеотидные цепочки в виде двойной спирали. Необходимо изучить структуру ДНК. Следует четко уяснить, что нити ДНК комплементарны.

В реализации наследственной информации большая роль
принадлежит рибонуклеиновой кислоте - РНК, которая в отличие от ДНК имеет одну полинуклеотидную цепочку. Нуклеиновые кислоты состоят из мономеров - нук­леотидов. В состав каждого нуклеотида входит фосфат (остаток фосфорной кислоты), сахар: дезоксирибоза (ДНК) или рибоза (РНК); и одно из азотистых оснований: А-аденин, Г-гуанин (пуриновые), Ц-цитозин, Т-тимин или У-урацил (пиримидиновые). Следует уяснить различия в химическом составе ДНК и РНК и изучить виды РНК и их функции.

Необходимо четко усвоить правило Чаргаффа, согласно которому в молекулах ДНК (независимо от происхождения) сумма пуриновых оснований равна сумме пирамидиновых, .

Количество нуклеотидов, входящих в состав ДНК разных видов определяется коэффициентом видовой специфичности: , который может быть больше, меньше, или равно 1.

Особое внимание необходимо обратить на уникальное свойство ДНК - способность к самоудвоению (репликации), которая происходит в интерфазе в S-периоде. Изучить механизм репликации ДНК.

Все разнообразие организмов сводится к различиям в структурном и количественном составе их белков. Информа­ция о структуре специфических белков закодирована в ДНК. Необходимо четко уяснить сущность генетического кода, изу­чить его основные свойства (триплетный, вырожденный, уни­версальный, неперекрывающийся, без разделительных зна­ков).

В расшифровке генетического кода большое значение имели работы Ниренберга, Маттеи, Очоа, Корнберга. Позна­комьтесь с опытами этих ученых.

Переходя к изучению вопроса о реализации генетической информации в процессе синтеза белка в клетке, следует иметь в виду, что генетическая информация о строении белка находится в ядре, а сам синтез происходит в цитоплазме. Посредником здесь служит и-РНК. Необходимо четко уяс­нить, как осуществляется транскрипция - перенос информа­ции с ДНК на РНК у прокариотов и эукариотов. Усвоить суть процесса сплайсинга.

И-РНК из ядра поступает в цитоплазму к рибосомам, где становится матрицей в построении белковой молекулы. Пере­вод генетической информации с и-РНК на синтез белка на­зывается трансляцией. Изучите схему белкового синтеза и четко уясните, как осуществляется его регуляция.

После освоения основных вопросов молекулярной генети­ки следует уяснить понятие гена, исходя из совре­менных представлений о его тонком строении. Важно обра­тить внимание на то, что представление о гене, как о послед­ней, неделимой единице наследственности, выдвинутое Мор­ганом, было ошибочным. Познакомьтесь с работами Серебровского, Дубинина, Бензера и др. доказавших, что возмож­ны мутации, рекомбинации внутри гена и что единицей этих процессов является пара комплементарных нуклеотидов.

Актуальным вопросом современного этапа развития моле­кулярной генетики является «генная инженерия». Изучите проблемы генной инженерии: методы выделения и синтеза ге­нов, перенос генов из одних объектов в другие, т. е. созда­ние живых организмов с новыми, заранее запрограммирован­ными свойствами. Уясните значение «генной инженерии» а селекции растений, животных и микроорганизмов.

Для закрепления знаний по молекулярной генетике проведите элементарное моделирование процессов репликации, транскрипции и трансляции.

Литература: 1, 2, 3, 4, 5, 8.

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоят косвенные доказательства генетической роли ДНК?

2.  Почему трансформация и трансдукция являются прямыми доказательствами ведущей роли нуклеиновых кислот в явлениях наследственности?

3.  Как модель Уотсона и Крика описывает структуру ДНК?

4.  В чем состоит видовая специфичность ДНК?

5. Как осуществляется репликация ДНК?

6.  Какие виды РНК участвуют в реализации генетической информации в клетке?

7.  Что такое транскрипция и трансляция?

8.  В чем суть сплайсинга?

9.  Как организован генетический код?

10. Что такое вырожденность генетического кода?

11. Какие кодоны являются терминаторами синтеза белка?

12.Какие кодоны являются смысловыми?

13.В чем отличие современных предсказаний о гене от представлений периода классической генетики?

14.Что такое «генная инженерия»?

15.Каково значение «генной инженерии» в практической деятельности человека?

РАЗДЕЛ 3

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Тема 4. Закономерности наследования при внутривидовой гибридизации

Внутривидовая гибридизация – один из основных ме­тодов селекции. Познание закономерностей наследования при гибридизации имеет очень важное практическое значение, они позволяют селекционерам заранее предвидеть возможность получения желаемого потомства при соответствующем подборе родительских форм.

Основные закономерности наследования признаков были установлены Г. Менделем при помощи разработанного им метода гибридологического анализа. Особенности этого метода:

- изучение характера наследования отдельно по каждой паре признаков;

- количественный учет растений, различающихся по изучаемой паре альтернативных призна­ков;

- индивидуальный анализ потомства растений в тече­ние нескольких поколений.

Менделю принадлежит гениальная мысль, что признаки живых существ определяются наследственными факторами, впоследствии названными генами, которые передаются поло­выми клетками следующим поколениям. Важно уяснить, что всевозможные комбинации генов при скрещивании обусловливают изменчивость организмов.

В зависимости от проявления признаков Мендель подраз­делял наследственные факторы (гены) на доминантные и ре­цессивные и ввел для них буквенные обозначения - заглав­ные и строчные соответственно.

Необходимо четко уяснить, что у каждого организма эти гены парные, т. к. один происходит от матери, а второй – от отца. Таким образом, каждая половая клетка (гамета) несет только один доминантный или рецессивный ген, а зигота, полученная от слияния гамет родителей, содержит два гена каждого признака. В связи с этим следует различать такие понятия, как гомозиготность и гетерозиготность, генотип и фенотип, иметь четкое представление об аллельных генах.

Если в соматических клетках организма содержатся оди­наковые аллельные гены (АА, аа, ААВВ), то они называются гомозиготными, если разные (Аа, АаВв) – гетерозиготными.

Чтобы уяснить разницу между генотипом и фенотипом, следует рассмотреть наследование окраски цветка у го­роха. Обозначим доминантный ген красной окраски – А, рецессивный ген белой окраски – а. Тогда гомозиготные растения с пурпурными цветками будут иметь аллели АА, с белыми – аа. Если эти растения скрестить между собой, то схема скрещивания будет иметь следующий вид:

Р ♀ АА х ♂ аа

гаметы

f1 Аа

Все гибриды F1 – Аа будут иметь красную окраску цветков, как и материнские растения АА, но по сово­купности генов отличаться: АА и Аа. Следовательно, генотип – совокупность всех генов, фенотип – совокупность при­знаков и свойств организма, сформировавшихся на основе генотипа.

Следует изучить различные типы скрещиваний: реципрокные (взаимные), возвратные (беккроссы), анализирующие. Обратить вниемание на их использование в генетическом анализе.

На примере моногибридного и дигибридного скрещиваний, с детальным анализом гибридного потомства при помо­щи решетки Пеннета необходимо четко усвоить основные закономерности наследования признаков, установленные Мен­делем: доминирования или единообразия гибридов F1, рас­щепления гибридов F2, закон чистоты гамет, независимого комбинирования генов.

Закономерности наследования 'признаков полностью со­гласуются с поведением хромосом в мейозе и при оплодотво­рении: конъюгацией гомологичных хромосом, редукцией числа хромосом, случайным распределением гомологичных хромосом в гаметы и воссоединением их в процессе оплодо­творения. Поэтому необходимо рассмотреть и уяснить цитологические основы образования гамет и оплодотворения, установить зависимость характера наследования признаков от поведения хромосом при образовании гамет и зигот.

Одновременно с этим проведите моделирование наследования по моно - дигибридному скрещиваниям.

Закономерности наследования, установленные Менделем, были впо­следствии подтверждены многими исследователями. Они справедливы при соблюдении следующих условий:

1. Пара аллельных генов определяет развитие одной пары признаков.

2.  Разные гены локализованы в разных парах гомологич­ных хромосом и могут комбинироваться независимо (случайно).

Вместе с тем некоторые признаки развиваются под влия­нием нескольких пар неаллельных генов, которые взаимодействуют друг с другом. При изучении вопроса о неаллельном взаимодействии генов (комплементарность, эпистаз, по­лимерия) следует отметить, что эти случаи отклонения от менделевского расщепления не противоречат его закономерностям. Наоборот, эти отклонения могут быть поняты только
с позиций закона чистоты гамет и свободного комбинирова­ния неаллельных генов. Здесь изменяется не характер насле­дования генов, а характер расщепления гибридов по фено­типу.

Внимательно разберите примеры наследования признаков: при комплементарном взаимодействии двух пар генов расщепление пo фенотипу – 9 : 7; 9:6:1; 9 : 4 : 3; эпистазе – 12 : 3 : 1; 13:3; полимерии – 15 : 1.

Во всех этих скрещиваниях взаимодействуют две пары ге­нов, но в отличие от типичного дигибридного скрещивания они действуют на один признак. Для эпистаза принята сим­волика А>В, сравните ее с аллельным взаимодействием при доминировании А>а.

Полимерные гены принято обозначать одной буквой ла­тинского алфавита с соответствующим индексом, например: A1A1A2A2 или a1a1a2a2 и т. д. Примером полимерии может быть окраска зерна у пшеницы.

При наследовании некоторых признаков наблюдается плейотропия, когда один ген обусловливает проявление не­скольких признаков. Например, у гороха ген А обусловли­вает пурпурную окраску цветков, темную окраску семян, антоциановую окраску в пазухе листа.

Литература: 2, 3, 4, 8.

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоит особенность метода гибридологического анализа?

2. В чем состоит суть первого закона Менделя?
3. Какое расщепление гибридов F2 наблюдается при моногибридном скрещивании по фенотипу и генотипу?

4.  Что такое фенотип и генотип?

5.  В чем состоит суть II закона Менделя?

6.  Какое расщепление гибридов F2 наблюдается по фенотипу и генотипу при дигибридном скрещивании?

7.  В чем состоит суть закона независимого комбинирования признаков?

8.  Каковы цитологические основы моно - и дигибридного скрещиваиия?

9.  Какие различают типы взаимодействия неаллельных генов?

10.Что такое комплементарность?

11.Что такое эпистаз?

12. Какой тип взаимодействия неаллельных генов называется полимерия?

13. Что является генетической основой трансгрессии?

14.В чем проявляется действие генов-модификаторов?

15.Как проявляется плейотропное действие гена?

РАЗДЕЛ 4

ХРОМОСОМНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Тема 5. Хромосомная теория наследственности

Для материализации менделевских наследственные факторов, потребовались годы исследований. При изучении темы следует обратить внимание на основные предпосылки и доказательства ведущей роли хромосом в наследственности. Важно уяснить суть цитологических исследований по хромосомному определению пола. Однако эти исследования прямо не доказывали, что гены локализованы в хромосомах. Прямым научным доказательством послужили генетические опыты
Моргана по изучению наследования признака, сцепленного с полом (окраска глаз у дрозофилы). Следует уяснить генетические различия признаков, сцепленных с полом, ограниченных полом и зависимых от пола, их наследование и практическое использование.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5