1. Биологическое значение митоза как механизма бесполого размножения. Видовая специфика кариотипа
 Скачать 6.62 Mb.
|
|
1. Биологическое значение митоза как механизма бесполого размножения. Видовая специфика кариотипа. Биологическое значение митоза. В ходе митоза образуется две клетки с идентичными хромосомными наборами. При митозе полностью сохраняется объем и качество исходной наследственной информации. В течение митоза ядро проходит четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Состояние между двумя митозами называют интерфазой, или интеркинезом. Размножение – это свойство живого воспроизводить себе подобного. Размножение бывает: половое и бесполое. Бесполое размножение – свойство организмов воспроизводить или давать генетически идентичной материал. Кариотиип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т.д.) полного набора хромосом, присущий клеткам определенного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Видовая специфика кариотипа заключается в том, что каждый вид имеет определенные число, форму и размеры хромосом. Каждая хромосома внутри одной группы сцепления занимает определенный, свой локус. 2. Мейоз как всеобщий механизм полового размножения. Профаза І мейоза и образование гаплоидных клеток. Мейоз – это особый способ деления эукариотических клеток, при котором исходное число хромосом уменьшается в два раза. Из одной диплоидной образуется 4 гаплоидных клетки. Профаза I мейоза: Гомологические хромосомы соединяются попарно – конъюгируют (это процесс сближения) и обмениваются идентичными участками. Происходит кроссинговер (это обмен между гомологическими хромосомами, и он ведет к внутривидовой изменчивости). 5 стадий: - лептонема (стадия тонких нитей); - зигонема (стадия сливающихся нитей); - пахинема (стадия толстых нитей); - диплонема (стадия двойных нитей); - диакинез (стадия расхождения бивалентов). Бивалент – это относительно устойчивый комплекс из двух гомологичных хромосом. 3. Размножение как свойство живого. Нерегулярные типы полового размножения: партеногенез, апомиксис, андрогенез. Размножение – это свойство воспроизведения себе подобного. Различают два способа размножения: бесполый и половой. Бесполое размножение – свойство организмов воспроизводить или давать генетически идентичный материал. Виды бесполого размножения: 1. Делится на двое (клетки организма); 2. Вегетативное размножение (растения); 3. Почкование (гидра); 4. Фрагментация (черви); 5. Шизогония (споровики). Половое размножение – размножение, которое приводит к увеличению численности, при нем образуются особи с генетическим материалом. Нерегулярные типы полового размножения: Партеногенез – форма полового размножения, при котором женские организмы развиваются из неоплодотворенной яйцеклетки. Апомиксис – способ размножения растений без полового размножения, заключающийся в развитии зародыша из клеток заростка. Андрогенез – развитие яйцеклетки с мужским ядром, внесенным в неё сперматозоидами в процессе оплодотворения. (мужской партеногенез) 4. Методика работы Георга Менделя. Гибридологический анализ скрещивания как основной метод генетики. Аллельная пара. В своих исследованиях Мендель использовал гибридологический метод – система скрещиваний, позволяющая проследить закономерности наследования в ряду поколений. 1 закон (закон единообразия гибридов 1-го поколения): при скрещивании гомозиготных родительских форм в 1 поколении по генотипу все гетерозиготы, по фенотипу – все желтые.  АА – гомозиготно-доминантные Аа – гетерозиготные Аа – гомозиготно-рецессивные 2 закон (закон расщепления гибридов F2): по фенотипу 3:1 по генотипу 1:2:1  3 закон (закон независимого наслед-ия признаков): по фенотипу 12:4, сокращаем 3:1. Один призрак наследуется независимо от другого.  Желтые гладкие - 9 Желтые морщинистые - 3 Зеленые гладкие - 3 Зеленые морщинистые - 1 Аллели – один ген альтернативной пары генов. Аллельная пара генов – пара генов, определяющих альтернативные признаки. 5. Однообразие гибридов первого поколения. Полное, неполное и переменное доминирование. Анализирующее скрещивание. 1 закон (закон единообразия гибридов 1-го поколения): при скрещивании гомозиготных родительских форм в 1 поколении по генотипу все гетерозиготы, по фенотипу – все желтые. При полном доминировании доминирующий признак полностью подавляет проявление рецессивного признака. Расщепление по фенотипам 3:1. При неполном доминировании – гибрид первого поколения не воспроизводит полностью ни одного из вариантов родительских признаков. Расщепление по фенотипам 1:2:1. Переменное доминирование (кодоминирование) – явление, при котором проявляются оба аллельных гена, например: наследование четвертой группы крови. Расщепление по фенотипам 1:2:1. Анализирующее скрещивание – это скрещивание особи с неопределенным генотипом (АА или Аа) с рецессивной гомозиготной особью (аа). 6. Закон чистоты гамет. Мейоз как цитологическая основа этого закона. Статистический характер расщепления. Закон чистоты гамет – в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.  Профаза 1 – образуются нити веретена деления; Метафаза 1 – нити веретена деления располагаются в области экватора; Анафаза 1 – хромосомы разделяются на два гаплоидных набора, попадающих в дочерние клетки; Телофаза 1 – образуются две клетки. Метафаза 2 – нити веретена, направленны к обоим полюсам, выстраиваются по экватору веретена. Анафаза 2 – центромеры делятся, и нити веретена растаскивают их к противоположным полюсам. Телофаза 2 – образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток. Статистический характер явлений расщепления. Из гипотезы чистоты гамет следует, что закон расщепления есть результат случайного сочетания гамет, несущих разные гены. При случайном характере соединения гамет общий результат оказывается закономерным. Отсюда следует, что при моногибридном скрещивании отношение 3:1 (в случае полного доминирования) или 1:2:1 (при неполном доминировании) следует рассматривать как закономерность, основанную на статистических явлениях. 7. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Независимое распределение признаков. Решетка Пеннета. Дигибридное скрещивание – скрещивание особей, у которых учитываются отличие друг от друга по двум признакам. Например, у гороха: 1 признак – цвет, 2 признак – форма семени. Полигибридное скрещивание – скрещивание особей, отличающихся по многим признакам. 3 закон (закон независимого наслед-ия признаков): Один призрак наследуется независимо от другого. Расщепление по фенотипу 12:4, сокращаем 3:1. Желтые гладкие - 9 Желтые морщинистые - 3 Зеленые гладкие - 3 Зеленые морщинистые - 1 Решетка Пеннета помогает определять возможные комбинации генов при оплодотворении. 8. Комплементарные действия неаллельных генов. Комплемента́рное (дополнительное) действие генов – это вид взаимодействия неаллельных генов, доминантные аллели которых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков. При этом расщепление гибридов F2 по фенотипу может происходить в соотношениях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1. Примером комплементарности является наследование формы плода тыквы. http://www.bio.bsu.by/genetics/files/genetics_maksimova_konspekt_1_glava4.pdf 9. Эпистатическое действие генов. Гены-супрессоры. Эпистаз – взаимодействие двух неаллельных генов, при котором один ген, называемый эпистатичным или геном-супрессором, подавляет действие другого гена, называемого гипостатичным. Гены-супрессоры известны у животных (млекопитающих, птиц, насекомых) и у растений. Обычно они обозначаются I или Su в случае доминантного состояния генов и i или su для их рецессивных. При эпистазе аллель одного из генов подавляет действие аллелей других генов. При эпистазе аллель одного гена подавляет проявление аллеля из другой аллеломорфной пары, т. е. неаллельного гена. 10.Полимерное действие генов. Некумулятивная н кумулятивная полимерия. Полимерия – это вид взаимодействия двух и более пар неаллельных генов, доминантные аллели которых однозначно влияют на развитие одного и того же признака. Полимерное действие генов может быть кумулятивным и некумулятивным. При кумулятивной полимерии интенсивность значения признака зависит от суммирующего действия генов: чем больше доминантных аллелей, тем больше степень выраженности признака. При некумулятивной полимерии количество доминантных аллелей на степень выраженности признака не влияет, и признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей. 11. Плейотропное действие генов. Гены модификаторы. Пенетрантность и экспрессивность. При плейотропном действии гена один ген определяет развитие или влияет на проявление нескольких признаков. Пример плейотропного действия гена у человека – наследование дефекта ногтей и дефекта коленной чашечки, за которое отвечает один ген. Гены-модификаторы – это гены, влияющие на проявление признаков (количественных или качественных), контролируемых другими неаллельными генами. Пенетратность – это процент носителей соответствующего генотипа, у которых проявляется признак. Например, пенентрантность врожденного вывиха бедра 25%, сахарный диабет, эпилепсия. Экспрессивность – варьирующее проявление признака у особей с одинаковым генотипом. 12. Понятие «ген». Гены и аллели. Доминантное и рецессивное состояние генов. Множественный аллелизм. Ген – элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулы ДНК. Ген контролирует определенную ступень обмена веществ в организме и тем самым оказывает специфическое действие на развитие одного или несколько признаков. Аллельная пара генов – это пара генов, определяющих альтернативные признаки. Один ген отдельный пары называется аллелью. Различают доминантные и рецессивные аллели. Доминантный аллель – это ген, определяющий преобладающей признак, который в полную меру проявляется в потомстве. Рецессивная аллель – это ген, определяющий признак, который передается по наследству, не подавляется и не проявляется у потомков. Аллели множественные – несколько возникших путем мутации состояний одного локуса хромосомы, отличающихся по своему проявлению. 13. Первичное становление пола и его хромосомный механизм. Признаки пола. Хромосомное определение пола у животных и человека происходит в момент оплодотворения. Для человека это формирование кариотипа 46 XX или 46 ХУ, что определяется гаметой гетерогаметного пола. У человека решающую роль в определении пола играет У-хромосома. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм. Следовательно, женщины имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим У-хромосому, развивается мужской организм. Мужчина (ХУ) получает Х-хромосому только от матери. 14. Типы наследования пола. Сцепленная с полом наследственность. Крисс-кросс наследование. 15.Пол, первичное становление пола. Балансовая теория определения пола. 16. Дифференциация и перераспределение пола в онтогенезе. Фримантины. Гинандроморфы. 18.Хромосомная теорня наследственности Т. Моргана. Сцепленные гены и кроссинговер. 19.Изменчивость, ее формы, классификация и методы изучения. Мутационная теория. 20.Генотипическая изменчивость. Классификация мутаций. Комбинативная изменчивость. Генеративные и соматические мутации. 21.Генные мутации. Мутабельные и стабильные гены, мутационные факторы. 24.Хромосомные мутации. Механизмы и классификация. Особенности коньюгации хромосом в мейозе. Роль в эволюцию. 23.Геномный мутагенез. Автополиплоиды и аллополиплоиды. Полиплоидные ряды. Причины плодовитости и бесплодия гибридов. 24.Адаптивное значение мутаций. Прямые н обратные мутации. Множественный аллелизм. 25.3акон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова, его механизм и практическое значение.   26.Модификационная изменчивость и методы ее изучения. Вариационный ряд и кривая. Норма реакции модификации и ее генетическая обусловленность. Изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа, называется модификационной. Ее второе название - фенотипическая,т.к. под влиянием внешней среды, происходит изменение фенотипа, а генотип не меняется. Следовательно, модификационные изменения - это реакция на изменение интенсивности действия определенных условий среды обитания, одинаковых для всех генотипно одинаковых организмов. Классическим примером изменчивости признаков под действием факторов внешней среды является разнолистность у стрелолиста. Например, у всех экземпляров растения стрелолиста, погруженных в воду, образуются длинные и лентовидные листья, тогда как у растения на суши они стреловидные. Степень выраженности модификаций прямо зависит от интенсивности п продолжительности действия на организм определенного фактора. Так, у рачка артемии спень опушенности задней части брюшка зависит от соленности воды: она выражена тем четче, чем ниже соленость воды. Свойства модификационной изменчивости. 1) Носит групповой характер. 2)Является определенной, т.е. всегда соответствует факторам, которые ее вызывают. Итак, возможность развития признака определяют гены, а появление и степень выраженности во многом определяется условиями среды (например, при отсутствии света хлорофилл в листьях не синтезируется). 3) Эта изменчивость не беспредельна. Генотип определяет границы, в пределах которых может происходить изменение признака. Модификационная изменчивость подчиняется определенным статистическим закономерностям. Например, любой признак может изменяться только в определенных пределах. Эти пределы модификационной изменчивости называют нормой реакции. Таким образом, данный аллельный ген, обуславливает не определенное, кодируемое им состояние признака, а только пределы, в которых оно может изменяться в зависимости от интенсивности тех или иных факторов среды обитания. Среди признаков есть такие, состояние которых почти полностью определяется генотипом (расположение глаз, количество пальцев на конечностях, группа крови у человека п животных, тип листорасположения п др.). На степень проявления состояний других признаков (например, рост и масса организмов, форма листовой пластинки) значительное влияние оказывают условия среды обитания организмов. Например, на развитие горностаевой окраски шерсти кроликов влияет температура. Для изучения изменчивости определенного признака составляют вариационный ряд. Ряд изменчивости признака называется вариационным рядом.  Распределение вариант внутри вариационного ряда графически изображают в виде вариационной кривой. Вариационная кривая - это графическое изображение изменчивости определенного признака, иллюстрирующее как размах изменчивости,так и частоту встречаемости отдельных вариант.  Предел проявления модификационной изменчивости организма при неизменном генотипе — норма реакции. Норма реакции обусловлена генотипом и различается у разных особей данного вида. Фактически норма реакции — спектр возможных уровней экспрессии генов, из которого выбирается уровень экспрессии, наиболее подходящий для данных условий окружающей среды. Норма реакции имеет пределы или границы для каждого биологического вида (нижний и верхний) — например, усиленное кормление приведет к увеличению массы животного, однако она будет находиться в пределах нормы реакции, характерной для данного вида или породы. Норма реакции генетически детерминирована и наследуется. Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. В медицине фенокопии — ненаследственные болезни, сходные с наследственными. Распространенная причина фенокопий у млекопитающих — действие на беременных тератогенов различной природы, нарушающих эмбриональное развитие плода (генотип его при этом не затрагивается). При фенокопиях изменённый под действием внешних факторов признак копирует признаки другого генотипа (например, у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна). Экологические модификации — адаптивные изменения фенотипа в ответ на изменение условий внешней среды. Фенотипически они проявляются в степени выраженности признака. Экологические модификации затрагивают количественные (масса животных, потомство) и качественные (цвет кожи у человека под влиянием УФ-лучей) признаки. Свойства модификаций: Модификации не передаются по наследству; Возникают постепенно, имеют переходные формы; Модификации — изменения количественные; они образуют непрерывные ряды и группируются вокруг среднего значения; Возникают направленно – под влиянием одного и того же фактора среды группа организмов изменяется сходным образом; Приспособительный (адаптивный) характер имеют все наиболее распространенные модификации. 27.Анеуплондня. Индуцированный радиационный и химический мутагенез. Анеуплоидия (гетероплоидия) изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору. В результате возникают особи с аномальным числом хромосом: моносомики (2n - 1), у которых не хватает одной хромосомы в какой-либо паре, и полисомики, у которых одна из хромосом может быть повторена несколько раз (например, трисомики — 2n + 1, тетрасомики — 2n + 2). У человека описаны трисомии по различным парам хромосом. Так, одна добавочная хромосома у человека вызывает болезнь Дауна — физическую и умственную отсталость; недостаток одной Х-хромосомы у женщин приводит к потере признаков пола (моносомия). Моносомия — это наличие всего одной из пары гомологичных хромосом. Примером моносомии у человека является синдром Тернера, выражающийся в наличии всего одной половой (X) хромосомы. Генотип такого человека X0, пол — женский. У таких женщин отсутствуют обычные вторичные половые признаки, характерен низкий рост и сближенные соски. В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии, например синдром кошачьего крика. Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме. Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности). Однако следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре. Тетрасомия (4 гомологичные хромосомы вместо пары в диплоидном наборе) и пентасомия (5 вместо 2-х) встречаются чрезвычайно редко. Примерами тетрасомии и пентасомии у человека могут служить кариотипы XXXX, XXYY, XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY и XXYYY. Как правило, с нарастанием количества "лишних" хромосом увеличивается тяжесть и выраженность клинических симптомов. Влияние факторов физической природы на генетический материал. Радиационный мутагенез. Среди всех мутагенов (химических, биологических, физических) физические факторы являются сильными мутагенами, способными изменять наследственную информацию не только отдельных клеток и особей, но и генофонд всей популяции вида. Наиболее сильными физическими мутагенами являются ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи, γ-лучи, быстрые нейтроны и др. Радиационный мутагенез - получение мутаций под действием ионизирующего излучения; различают спонтанный (естественный) - под действием солнечной (космической) радиации или радиации, не контролируемой человеком (подземные ископаемые и т.п.), и искусственный (индуцированный, направленный) - контролируемых человеком (как правило, экспериментальных) условиях; второй тип применяется в селекции (особенно в селекции растений) для получения широкого спектра различных мутаций, среди которых могут быть отобраны полезные. Мутации при действии физических мутагенов сначала влекут за собой первичное повреждение ДНК. Если оно не будет полностью исправлено в результате репарации, то при последующем репликативном синтезе ДНК будут возникать мутации. Основные характеристики химического мутагенеза. Классификация химических мутагенов К химическим мутагенам относятся самые разнообразные вещества (гидроксиламин, нитриты). Существует множество иных химических факторов, обладающих мутагенным, канцерогенным действием ( ионы тяжелых металлов, связываясь с ферментами репликации, репарации и рекомбинации, снижают их ферментативную активность. Таким образом, не являясь собственно мутагенами, ионы тяжелых металлов способствуют появлению мутаций) Химические мутагены: *некоторые алкалоиды: колхицин - один из самых распространённых в селекции мутагенов; *окислители и восстановители (нитраты, нитриты); *алкилирующие агенты (иодацетамид); *нитропроизводные мочевины; *некоторые пестициды; *некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды); *продукты переработки нефти; *органические растворители; *лекарственные препараты (иммунодепрессанты). Химические мутагены используют как дополнительный метод в селекции растений для расширения генетического разнообразия видов и форм растений и как специфические стимуляторы роста и развития организмов. 28. Генетические основы онтогенеза. Последовательность смены реакций в ходе онтогенеза. Онтогенез – неотъемлемое свойство любой особи, не зависящее от ее систематической принадлежности. Онтогенез – индивидуальное развитие особи с момента зарождения (оплодотворения яйцеклетки или начала самостоятельной жизни органа вегетативного размножения или деления материнской одноклеточной особи) до конца жизни (смерть или новое деление особи). Усложнение организации в процессе онтогенеза служит достижению его конечной цели – половозрелости и размножения. В ходе онтогенеза происходят рост, дифференцировка и интеграция частей развивающегося организма. Термин «онтогенез» введен Э. Геккелем (1866). Согласно современным представлениям, в клетке, с которой начинается онтогенез, заложена определенная программа дальнейшего развития организма в виде кода наследственной информации. В ходе онтогенеза эта наследственная программа реализуется в процессах взаимодействия между ядром и цитоплазмой в каждой клетке зародыша, между разными его клетками и между разными клеточными комплексами. Наследственная информация записана линейно и считывается последовательно. Последовательность считывания и реализация программы требуют времени – это и есть индивидуальное развитие. С другой стороны, обмен веществ – упорядоченная последовательность реакций, каждая из которых протекает во времени. Смена реакций приводит к изменениям фенотипа, т.е. обусловливает процесс онтогенеза. Наследственный аппарат (кодируя синтез специфических белковых молекул) определяет лишь общее направление морфогенетических процессов, конкретное осуществление которых в большей или меньшей степени (но в пределах наследственно закрепленной нормы реакции) зависит от воздействия внешних условий. У разных групп организмов степень жесткости наследственной программы онтогенеза и возможности ее регуляции варьируют в широких пределах. Онтогенез особей различных видов неодинаков по продолжительности, темпам и характеру дифференцировок. Обычно его делят на эмбриональный и постэмбриональный периоды. У животных обычно дифференцировками богат эмбриональный период, у растений – постэмбриональный. Каждый из этих периодов онтогенеза в свою очередь может быть подразделен на последовательные качественные этапы. Онтогенез может характеризоваться прямым развитием или развитием путем метаморфоза. Онтогенез у разных групп организмов (микроорганизмов, грибов, растений и животных) неравноценен по содержанию. У микроорганизмов он осуществляется в рамках одной клетки и продолжается от деления материнской клетки до деления дочерней клетки. С переходом к многоклеточности (Metazoa) онтогенез усложняется по форме и удлиняется по времени, но в процессе эволюции онтогенеза наблюдаются также случаи и упрощения развития, связанного с возникновением более совершенных способов реализации наследственной информации. С упрощением жизненного цикла качественно меняется весь процесс онтогенетического развития. Последствиями этого упрощения являются переход от гаплоидной фазы развития к диплоидной, и от развития с метаморфозом (например, у амфибий) к прямому развитию (у рептилий и других высших позвоночных). При прямом развитии новорожденное животное обладает чертами организации взрослой особи, и уступает ей лишь размерами. Развитие с метаморфозом идет через ряд личиночных стадий; из яйца выходит личинка, которая обретает черты взрослого животного путем сложного превращения. Метаморфоз обычно связан с резкой сменой образа жизни животного в онтогенезе (например, с переходом от свободноплавающего к прикрепленному образу жизни, от водного – к наземному или от скрытого в субстрате к открытому воздушному и т.п.). При развитии с метаморфозом животные на разных стадиях онтогенеза выполняют разные функции, способствующие сохранению вида. Причиной возникновения метаморфозов является дивергенция двух последовательных стадий онтогенеза, связанная со сменой среды обитания. И чем дальше «зашла» дивергенция двух последовательных этапов онтогенеза, тем глубже перестройка организации при переходе от одной стадии к другой. Для такой перестройки и нужен метаморфоз, как дополнительная промежуточная стадия (интеркалярная, вставочная), переключающая развитие на другое направление, т.е. перестройку организма с одного комплекса адаптаций на другой. Наиболее выражена стадия метаморфоза у насекомых с полным превращением. В процессе метаморфоза личиночные структуры подвергаются лизису, а из имагинальных дисков заново формируются дефинитивные (окончательные) органы. Хорошо известен процесс метаморфоза у амфибий, который также связан со сменой среды обитания. У водных хордовых (оболочники, круглоротые) метаморфоз обусловлен сменой экологии, а не физических параметров среды: переходом от свободного к сидячему образу жизни у оболочников (асцидии) и от детритофагии (детрит – мелкие органические частицы, осевшие на дно водоема или взвешенные в толще воды) к хищничеству у круглоротых. Прямое развитие, представляющее собой плавное преобразование организации, возможно только в том случае, когда личинки и имаго обитают в сходных экологических условиях. Как только намечается расхождение стадий по разным экологическим нишам, начинается их приспособление к специфическим внешним условиям. 29.Селекционно-генетические процессы в популяциях. Статика популяций и ее расчет по формуле Харди – Вайнберга. https://studfile.net/preview/7073113/page:56/ Сформулируйте закон Харди-Вайнберга. (частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий) 11. Напишите уравнение Харди-Вайнберга. (для частот аллелей p + q =1, для частот генотипов p2 + 2pq + q2 = 1, где p-частота доминантного аллеля, q- частота рецессивного аллеля, p2-частота гомозиготного доминантного генотипа, 2pq-частота геторозиготного генотипа, q2-частота гомозиготного рецессивного генотипа). 12. При каких условиях выполняется закон Харди-Вайнберга? Размеры популяции велики Равная вероятность скрещивания Отсутствие мутаций и комбинативной изменчивости Отсутствие отбора Особи не взаимодействуют друг с другом Стабильная численность генотипов Эмиграция и иммиграция генов отсутствуют В природных популяциях ни одно из этих условий не соблюдается, поэтому и закон Харди–Вайнберга носит условный характер. Тем не менее он реально отражает тенденции в характере распределения частот тех или иных аллелей и генотипов 13. Что произойдет, если условия будут нарушены? (нарушения приведут к изменениям частот аллелей, а это способно вызвать эволюционное изменение) Популяционная генетика в первую очередь занимается выяснением механизмов микроэволюции. Главное начало, объединяющее особей в одну популяцию, – имеющаяся у них возможность свободно скрещиваться между собой – панмиксия (от греч. пан – все и миксис – смешивание). Возможность скрещивания, доступность партнера внутри популяции при этом обязательно должна быть выше, чем возможность встретиться двум особям противоположного пола из разных популяций. Панмиксия обеспечивает возможность постоянного обмена наследственным материалом. В результате формируется единый генофонд популяции. Важнейшая особенность единого генофонда – его внутренняя неоднородность. Генофонд популяции может быть описан либо частотами генов, либо частотами генотипов, что мы уже повторили Закон о частотах встречаемости генотипов в генофонде популяции был сформулирован независимо друг от друга английским математиком Дж.Харди и немецким генетиком Г.Вайнбергом. Предположим, что самцы и самки в популяции скрещиваются случайно. Образование особей с генотипами АА обусловлено вероятностью получения аллеля А от матери и аллеля А от отца, т.е.: р х р = р2 . Аналогично возникновение генотипа аа, частота встречаемости которого g2. Генотип Аа может возникнуть двумя путями: организм получает аллель А от матери, аллель а от отца или, наоборот, вероятность того и другого события равна р х g, а суммарная вероятность возникновения генотипа Аа равна 2рg. Таким образом, частоту трех возможных генотипов можно выразить уравнением: (р + g)2 = р2 + 2рg + g2 = 1. в котором р – частота встречаемости аллеля А; g – частота встречаемости аллеля а; g2 – частота встречаемости генотипа аа; р2 – частота встречаемости генотипа АА; рg – частота встречаемости генотипа Аа. Таким образом, если скрещивание случайно, то частоты генотипов связаны с частотами аллелей простым уравнением квадрата суммы. Приведенная выше формула получила название уравнения Харди–Вайнберга. Закон Харди—Вайнберга в генетике аналогичен первому закону Ньютона в механике, который гласит, что любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действующие на него силы не изменят это состояние. Реальные тела всегда подвергаются действию внешних сил, но первый закон Ньютона служит отправной точкой для применения других законов механики. Закон Харди—Вайнберга гласит, что при отсутствии возмущающих процессов частоты генов не изменяются. Однако процессы, изменяющие частоты генов, постоянно происходят в популяциях, и без них бы не было эволюции. Закон Харди—Вайнберга-это отправная точка, из которой мы должны исходить, рассчитывая частоты генов, изменяющиеся под влиянием этих процессов. 30.Всеобшность мутагенеза в органическом мире по С.С. Четверякову. Большие и малые мутации. 31.Методы изучения наследственности у человека - генетика человека. Наследственные аномалии. Роль наследственности и социальной среды в обучении и воспитании. 1. Применимость законов наследственности к человеку. Материальные основы наследственности человека: 46 хромосом, из них 44 аутосомы и 2 половые хромосомы, много тысяч расположенных в них генов. 2. Цель изучения наследственности человека — выявление генетических основ заболеваний, поведения, способностей, таланта. Результаты генетических исследований: установлена природа ряда заболеваний (наличие лишней хромосомы у людей с синдромом Дауна, замена одной аминокислоты на другую в молекуле белка у больных серповиднокле-точной анемией; обусловленность доминантными генами карликовости, близорукости). 3. Методы изучения генетики человека, зависимость их использования от биологических, психологических и социальных особенностей (позднее появление потомства, его малочисленность, неприменимость метода гибридологического анализа). 4. Генеалогический метод изучения наследственности человека — изучение родословной семьи с целью выявления особенностей наследования признака в ряду поколений. Выявлено: доминантный и рецессивный характер ряда признаков, генетическая обусловленность развития музыкальных и других способностей, наследственный характер заболеваний диабетом, шизофренией, предрасположенности к туберкулезу. 5. Цитогенетический метод — изучение структуры и числа хромосом в клетках, выявление свыше 100 изменений в структуре хромосом, изменение числа хромосом (болезнь Дауна). 6. Близнецовый метод — изучение наследования признаков у близнецов, влияния генотипа и среды на развитие их биологических и психологических особенностей. 7. Профилактика наследственных заболеваний. Зависимость формирования признаков от генотипа и условий среды. Борьба с загрязнением окружающей среды мутагенами, отказ от употребления алкоголя, наркотических веществ, курения. https://studfile.net/preview/9582067/page:19/ 33.Генетика и селекция растений. Задача получения плодовых аллоплоидов. Тритикале. 34.Система скрещивания и племенное дело в животноводстве. https://studwood.net/2059019/agropromyshlennost/skreschivanie_zhivotnovodstve_suschnost_zadachi_metoda_razvedeniya_priemy_skreschivaniya_primenyaemye_plemennom= Разведение -- это определенная система спаривания животных с учетом их породной, линейной и видовой принадлежности. Различают следующие методы разведения сельскохозяйственных животных: чистопородное, скрещивание и гибридизацию. Скрещивание предусматривает спаривание животных двух или нескольких пород одного вида. Потомков, полученных в результате скрещивания, называют помесями или метисами. Скрещивание - средство: объединения в помесях признаков исходных скрещиваемых форм; обогащения и расширения наследственной основы организма; повышения его жизненности и, что особенно должно быть подчеркнуто в данном случае, расшатывания, преодоления консерватизма наследственности для получения организмов с более податливой и пластичной наследственностью, которую можно изменить в нужном направлении. У помесей ослаблена избирательность к условиям внешней среды, ликвидирован консерватизм их наследственности, и такие организмы, как менее «разборчивые», могут быть легче принуждены ассимилировать новые, необычные для них условия и, следовательно, легче изменять свою наследственную природу в соответствии с этими новыми условиями, следовательно, важным, решающим условием при использовании скрещивания для практических целей является создание для помесей таких условий воспитания, при которых развитие их шло бы в направлении формирования нужных для человека типов животных. Скрещивание является радикальным и быстрым способом изменения наследственности потомства данных животных. При скрещивании двух пород происходит как бы объединение двух взятых. при скрещивании необходимо соблюдать правило: подбирать для данной местной породы другую, улучшающую ее, согласно условиям кормления, содержания и климата. Одновременно с этим для развития прививаемых местной породе признаков и свойств надо обеспечивать условия кормления и содержания, соответствующие развитию новых улучшающих породных свойств; иначе желательные качества могут не привиться к местной улучшаемой породе, а часть хороших качеств местной породы можно даже утерять При выборе пород для скрещивания следует учитывать основное направление животноводства данного района и цель скрещивания. В животноводстве скрещивание можно проводить разными способами в зависимости от целей, которые при этом ставятся. В зависимости от задач племенной работы применяют разные виды скрещивания: для улучшения одних пород другими (более ценными) - поглотительное и вводное; для выведения новых пород - воспроизводительное, или заводское; для получения пользовательных животных, обладающих высокой продуктивностью, обусловленной явлением гетерозиса, - промышленное скрещивание (простое и переменное). Поглотительное скрещивание Поглотительное (преобразовательное) скрещивание (рис. 1) позволяет путем систематического спаривания беспородных или переходной породы самок с племенными производителями улучшить породность стада. За несколько поколений местную низко продуктивную породу преобразуют в высокопродуктивную заводскую. Поглотительное скрещивание бывает простое, когда в качестве улучшающей используют одну породу, и сложное, при котором используют 2 - г З заводские породы. Полученных в первом, втором и третьем поколениях самцов из разведения исключают, а самок скрещивают с производителями улучшающей породы. Обычно скрещивание продолжается до IV ч V поколения. Затем помесей разводят "в себе", проводя целенаправленный отбор и подбор животных. Признаки улучшаемого скота постепенно вытесняются более ценными качествами улучшателя, и к IV ч V поколению помеси приобретают большое сходство с чистопородными животными улучшающей породы. Уже к IV поколению при поглотительном скрещивании помеси имеют 15/16 или 94% крови улучшающей породы и практически являются чистопородными. Д Вводное скрещивание (прилитие крови) проводят для улучшения отдельных качеств животных, например, для повышения жирномолочности черно-пестрой породы коров. При этом проводят разовое спаривание маток улучшаемой породы с производителями другой породы, а помесей в течение двух-трех поколений спаривают с производителями основной породы. В дальнейшем полученных в результате скрещивания помесей используют для разведения "в себе", если они по телосложению, продуктивности и племенным качествам соответствуют желательному типу. 35. Инбридинг и аутбридинг в животноводстве. Работы М.Ф. Иванова. По словам академика М.Ф. Иванова порода не есть что-то постоянное; изменяя условия жизни, мы можем изменить и породу. Чистопородное разведение бывает двух типов: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг). Родственным разведением (инбридинг) называют систему спаривания животных состоящих в родстве. Оно применяется для сохранения и усиления в потомстве наследственных качеств выдающего предка. Собаки, полученные в результате инбридинга, называются инбредными. Родственные животные имеют схожие генотипы, поэтому при их спаривании в потомстве повышается уровень гомозиготности, это позволяет быстро закреплять ценные качества и создавать однородное поголовье. Чем ближе собаки находятся в родстве, тем быстрее идёт нарастание гомозиготности. Наличие или отсутствия родственного спаривания можно определить лишь по родословным документам. При инбридинге общий предок должен стоять в родословной как с отцовской, так и с материнской стороны. В том случае, если один и тот же предок повторяется несколько раз в одной половине родословной (только с отцовской или материнской стороны), то собака не считается инбредной (родители не являются друг другу родственниками). Инбредным будет тот родитель, у которого этот предок повторяется Если спаривание является родственным по одному предку, инбридинг в таком случае называется простым. Если же спариваемые животные родственны по двум и более предкам, инбридинг называется комплексным, при этом закрепляются удачные сочетания линий или отдельных пар. Наиболее простым общепринятым методом определения степени инбридинга является метод А. Шапоружа, который принят в качестве международного стандарта. Устанавливают, в каких рядах родословной встречается общий предок, принимая за первый ряд отца и мать, за второй – дедов и бабок и т.д. Запись рядов, в которых встречается общий предок, делается римскими цифрами |