Читайте также:
|
|
Все известные формы размножения могут быть объединены в два типа: половое и бесполое.
Вопрос 2, Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?
Бесполое размножение — размножение, при котором наследственная преемственность поколений и увеличение численности особей обеспечивается неполовыми клетками тела. В основе всех форм бесполого размножения лежит митоз, и вследствие этого все потомство при бесполом размножении будет генетически сходным с материнским.
Вопрос 3. У каких организмов встречается бесполое размножение?
Вопрос 4- Какие формы бесполого размножения вам -известны? Приведите примеры.
Существует несколько форм бесполого размножения.
1. Простое митотическое деле- пие- Многие одноклеточные — простейшие (амебы, эвглена зеленая и др.) и водоросли (хламидомонада) размножаются простым делением надвое.
2. Спорообразование. Заключается в том, что клетка распадается на большое число особей, равное количеству ядер, заранее образованных в родительской клетке в результате многократного митотиче- ского деления ядра. Так размножается, например, малярийный плазмодий.
3. Почкование. На материнской клетке образуется небольшой бугорок, содержащий ядро, — почка. Она растет и, достигая материнских размеров, отделяется. Так размножаются дрожжи и сосущие инфузории. У многоклеточных организмов (пресноводная гидра) почкование заключается в выделении группы клеток из обоих слоев стеки тела.
4. Вегетативное размножение. Осуществляется за счет развития полноценного нового организма из части материнского организма. Например, развитие нового растения фиалки из одного ее листа.
Вопрос 5. Почему при бесполом размножении потомки генетически сходны между собой и с родительской особью?
При любых формах бесполого размножения все потомки имеют набор генов, сходный с материнским. В интерфазе митоза происходит абсолютно точное удвоение генетического материала, в результате которого при делении каждая из дочерних клеток получает одинаковую наследственную информацию. Поскольку все соматические клетки в организме возникают путем митоза, а именно из них возникает новый организм при бесполом размножении, то все потомки при бесполом размножении являются генетически сходными.
§31. Половое размножение. Развитие половых клеток
Вопрос 1 Чем половое размножение отличается от бесполого?
Половое размножение — это размножение, при котором наследственная преемственность поколений и увеличение численности обеспечивается половыми клетками — гаметами, в отличие от бесполого, при котором все дочерние организмы являются потомками соматических клеток.
Вопрос 2, Укажите отличия мейоза от митоза.
| ||||||||||||
Мейоз | ||||||||||||
1 мейотическое деление | 11 мейотическое деление | |||||||||||
Происходит редупликация ДНК; формула клетки становится 2пЛс | Редупликации ДНК не происходит. Идетрепара- тивный (восстановительный) синтез ДНК, направленный на ликвидацию нарушен 1ий струкгу - ры, возникающих при кроссинговере | |||||||||||
Спирал изация ДНК; формула клетки 2г?4с (хромосомы двухроматицные). Гомологичные хромосомы конъюгируют, в результате чего образуются биваленты. Между конъюплро- | Спирализация ДНК; формула клетки 1 г?2с (хромосомы двухроматидные) | |||||||||||
ванными хромосомами происходит обмен гомологичными участками | ||||||||||||
По экватору клетки выстраиваются бивале! \- ты; формула клетки 2/т4с (хромосомы дву- хроматид! ibie) | По экватору клетки выстраиваются хромосомы; формула клетки 1п2с(хромосомы д ву хроматин ые) | |||||||||||
К разным полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы; формула клетки 1л2с+ 1л2с= = 2л4с(хромосомы двухроматидные) | К разным полюсам клетки расходятся дочерние хромосомы (бывшие сестринские хроматщы); формула клетки 1 л1 с-И г?1 с- = 2п2 с (хромосомы сэднохроматццные) | |||||||||||
Митоз | |
Телофаза | Группы дочерних хромосом достигают полюсов. Происходит реконструкция ядер; формула каждого ядра 2п2с(хромосомы однох-роматид- ные) |
Цитокинез | Разделение цитоплазмы между дочерними клетками в большинстве случаев равномерное |
Биологический смысл мейоза заключается в образовании гаплоидных половых клеток, при слиянии которых в зиготе происходит восстановление диплоидного набора, характерного для особи данного вида. Таким образом, ноддерлсивается постоянство кариотипа в ряду поколений каждого вида. Митоз же обеспечивает точное и равномерное распределение наследственного материала между двумя дочерними клетками, при котором каждая из них получает наследственную
Окончание
|
информацию, идентичную материнской.
Вопрос 3. Почему зрелые половые клетки одного организма несут разные комбинации генов?
Различная комбинация генов в половых клетках одного организма объясняется явлением нерекомбинации генов в ходе процесса кроссинговера — обмена гомологичными участками хромосом в профазе 1 первого мейотического деления» Кроме этого, увеличение количества комбинаций обусловлено независимым расхождением гомологичных хромосом в анафазе I и хромосом в анафазе П. Так, например, у человека возможно 216комбинаций генов в половых клетках,
Вопрос 4. Чем отличается яйцеклетка от сперматозоида?
Вопрос S. В чем заключаются функции мужской и женской половых клеток?
Яйцеклетки представляют собой самые крупные клетки, так как на них лежит задача обеспечения развития зародыша. Во время развития яйцеклетки она многократно увеличивается в размерах, у птиц, например, в миллионы раз. Во время роста будущей яйцеклетки в ее цитоплазме накапливается большое количество желтка. Он представляет собой запас жиров, белков и витаминов, обеспечивает питание развивающегося зародыша. Кроме обеспечения питания зародыша, яйцеклетка поставляет будущему организму половину наследственной информации.
Для животных, развитие которых происходит в наземных условиях, характерно образование зародышевых и яйцевых оболочек, защищающих развивающийся организм от иссушения и механических повреждений.
В целом же функциями яйцеклетки являются поставка наследственного материала и обеспечение развития зародыша.
При образовании мужских половых клеток — сперматозоидов увеличения размеров клетки практически не происходит. Не запасаются в нем и питательные вещества. Однако для решения поставленных перед ним задач — доставки в яйцеклетку наследственного материала и стимуляции ее к развитию клетке приходится значительно преобразовываться. Из округлой клетки, завершившей второе мейотическое деление, возникает сперматозоид, имеющий весьма специфические черты. Клетка вытягивается: формируется головка, содержащая ядро, на ее переднем конце образуется крупная лизоеома — видоизмененный аппарат Гольджи, содержащий набор специфических ферментов для проникновения через оболочки яйца. За головкой располагается шейка, несущая митохондрии (дающие энергию для движения), а затем хвост — жгутик. Жгутик сперматозоида обеспечивает доставку наследственного материала сперматозоида в яйцеклетку при оплодотворении.
§ 32. Эмбриональный период развития
Вопрос 1. Что такое зигота?
Зигота (от греч. «зиготос» — соединенный вместе) — оплодотворенное яйцо. Диплоидная клетка, образовавшаяся в результате слияния гамет (сперматозоида и яйцеклетки), — это начальная одноклеточная стадия развития зародыша.
Вопрос 2, Каким путем возникают новые клетки при дроблении?
Вопрос 3. Чем дробление отличается ог мито- тического деления клеток взрослых животных?
Дробление — это процесс образования однослойного многоклеточного зародыша бластулы.
В результате дробления образуется многоклеточный однослойный зародыш — бластула, которая имеет первичную полость тела — бластоцель.
В процессе дробления клетки делятся путем митоза. Митотическое деление при дроблении значительно отличается от
размножения клеток взрослого организма: митотический цикл очень короткий, клетки не дифференцируются — в них не используется наследственная информация. Кроме этого, при дроблении цитоплазма клеток не перемешивается и не перемещается; отсутствует рост клеток,
Вопрос 4. Что такое зародышевые листки?
Зародышевые листки — это первые ткани зародыша — отдельные пласты клеток, занимающие в зародыше определенное место и дающие начало определенным органам. Они гомологичны у всех животных, т. е. вне зависимости от систематического положения животного дают развитие одним и тем же органам и тканям.
Вопрос 5. Что такое дифференцировка клеток в процессе эмбрионального развития?
Дифференцировка, или дифференцирование, — это процесс возникновения и нарастания структурных и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша. С морфологической точки зрения дифференцировка выражается образованием нескольких сотен типов клеток специфического строения, отличающихся друг от друга. Из неспециализированных клеток бластулы посте-
пенно возникают клетки эпителия кожи, эпителия кишечника, легких, появляются нервные, мышечные клетки. С биохимической точки зрения специализация заключается в способности синтезировать белки, свойственные только данному типу клеток.
Вопрос 6, Что такое гомология зародышевых листков?
Изучение эмбрионального развития животных самых разных классов и уровней сложности показало, что одни и те же зародышевые листки дают начало сходным производным. Это явление, при котором у разных видов животных одни и те же зародышевые листки дают начало одним и тем же органам и тканям, получило названиегомологии зародышевых листков. Гомология зародышевых листков подавляющего большинства животных — одно из доказательств единства животного мира.
§ 33. Постэмбриональный период развития
Вопрос 1. Какое развитие называют пост- эмбриональным?
Постэмбриональное развитие осуществляется с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек до смерти. Подразделяется на три периода: доренродук- тивный, репродуктивный и пострепродуктивный.
Во прос 2. Что такое прямое и непрямое пост- эмбриональное развитие? Приведите примеры.
Постзмбриональное развитие осуществляется с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек до смерти.
Постэмбриональное развитие может быть прямым или непрямым.
При прямом развитии яйцевые оболочки или тело матери покидает организм, имеющий закладки всех органов, характерных для взрослых животных, и не имеющий отсутствующих у взрослых животных личиночных органов.
Дорепродуктивный период заключается в основном в росте и завершается периодом полового созревания. У человека для женских особей — в 12—14 лет, для мужских — в 14—16 лет. Половое созревание проявляется в активизации деятельности половых желез, начале га- метогенеза и более ярком проявлении вторичных половых признаков.
Репродуктивный период характеризуется завершением роста, активной репродукцией. Физические возможности организма по освоению среды обитания проявляются наиболее ярко. Расцветают интеллектуальные, эмоциональные и другие способности. Период завершается климаксом, характеризующимся снижением активности половых желез, завершением гаметогенеза, снижением физических возможностей организма.
Пострепродуктивный период (для человека после 60—55 лет у женщин, в 60— 65 лет у мужчин) характеризуется снижением физических возможностей организма, часто отрицательной динамикой массы тела. Завершается смертью.
При непрямом развитии из яйцевых оболочек выходит личинка, как правило, устроенная проще взрослого животного.
Дорепродуктивный период включает личиночную стадию и часто заканчивается метаморфозом. Личинка имеет специальные личиночные органы и, как правило, не имеет некоторых органов, свойственных взрослым формам.
Метаморфоз-1&ожет быть полным и неполным. При неполном метаморфозе замена личиночных органов на органы взрослых животных происходит постепенно, без прекращения активного перемещения и питания организма, например у головастика — личиночной формы лягушки.
При полном метаморфозе личинка прекращает активно перемещаться в среде
обитания и добывать себе пищу. Она образует куколку, в которой происходит метаморфоз, т. е. замена личиночных органов на органы взрослого организма, как это наблюдается у бабочек.
После завершения превращения у позвоночных происходит рост и половое созревание. У беспозвоночных после завершения метаморфоза наступает репродуктивный период, быстро завершающийся смертью.
Вопрос 3. В чем заключается биологическое значение метаморфоза?
Биологическое значение развития с метаморфозом заключается в том, что:
— личинка самостоятельно растет, накапливая клеточный материал для дальнейших превращений. В результате снижаются затраты материнского организма на развитие каждого потомка, что позволяет увеличить численность потомства;
— личиночные формы и взрослые организмы, как правило, обитают в разных условиях среды и используют разные источники питания, что снижает интенсивность борьбы за существование между молодыми и зрелыми формами;
— свободноживущие личинки прикрепленных или паразитических форм способствуют расселению вида.
Вопрос 4. Назовите животных, у которых личинки имеют черты строения, свойственные предкам этих животных.
Личинки амфибий — головастики, имеют жаберные щели, боковую линию, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Все эти черты строения характерны для предков амфибий — рыб.
§ 34. Общие закономерности развития. Биогенетический закон
Вопрос 1. Приведите примеры сходства черт строения у зародышей разных классов позвоночных животных.
У всех позвоночных жизотиых, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая в дальнейшем замещается позвоночником. В ходе эмбрионального развития позвоночных в глотке закладываются жаберные щели и соответствующие им перегородки, однако у рептилий, птиц и млекопитающих они не развиваются в жабры. Факт закладки жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышавших жабрами.
Строение сердца человеческого зародыша в ранний период формирования напоминает строение этого органа у рыб, а именно оно имеет одно предсердие и один желудочек. У беззубых китов в эмбриональном периоде закладываются зубы. Впоследствии они разрушаются и рассасываются.
Вопрос 2. Что такое эмбриональная дивергенция?
На ранних стадиях развития зародыши животных, относящихся к одному типу, очень похожи. Сходство зародышей свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи.
Расхождение признаков у зародышей различных организмов в процессе раннего индивидуального развития называется эмбриональной дивергенцией, которая определяется историей развития данного вида и эволюцией той или иной систематической группы животных.
Вопрос 3. Объясните, почему у эмбрионов современных животных возникают черты строения, свойственные их далеким предкам.
Это явление объясняется биогенетическим законом Мюллера—Геккеля:
Онтогенез — индивидуальное развитие каждой особи — есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится. Поэтому у всех позвоночных животных, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая в дальнейшем замещается позвоночником. В ходе эмбрионал ьного развития позвоночных в глотке закладываются жаберные щели и соответствующие им перегородки, однако у рептилий, птиц и млекопитающих они не развиваются в жабры. Факт закладки жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышавших жабрами. Вопрос 4 В чем суть биогенетического закона М юллера - Геккепя? Биогенетический закон Мюллера— Геккеля Онтогенез — индивидуальное развитие каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится. Биогенетический закон сыграл выдающуюся роль в развитии эволюционных идей. С течением времени трудами многих ученых он подвергался дальнейшей разработке. Особенно велик вклад в углубление представлений об эволюционной роли эмбриональных преобразований А. Н. Се- верцова. Он установил, что в индивидуальном развитии повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей. Например, у зародышей птиц и млекопитающих закладываются жаберные щели. Их строение сход по со строением жаберных щелей зародышей рыб, а не жабр взрослых рыб. В ряде случаев изменения, отличающие строение взрослых организмов от строения предков, появляются в эмбриональном периоде. Иногда эти изменения накладываются на уже законченный в общем процесс формирования органа, удлиняя его развитие. Так развивается крыло птицы — путем преобразования почти сформированного зачатка роговой чешуи рептилий. В некоторых случаях изменения возникают на средних стадиях развития органов. Преобразования могут затронуть и сам зачаток органа, тогда развитие пойдет по пути, отличному от развития зачатка у предков. Так, в процессе формирования волос млекопитающих полностью вынада- ет стадия образования чешуи, как это было у их предков — рыб и рептилий. Выпадают присущие предкам стадии также при закладке позвонков у змей, зубов у млекопитающих и т. д. В случае отклонения от стадий развития предков или изменения самих зачатков биогенетический закон не соблюдается и признаки предков не повторяются. Таким образом, в основе филогенеза лежат изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей. |
§ 35. Основные понятия генетики
Вопрос 1. Дайте определение понятия «ген».
Ген — участок молекулы ДНК, последовательность нуклеотидов которого несет информацию о структуре одной белковой молекулы (одного полипептида).
Если вспомнить, что каждой аминокислоте в белковой молекуле соответствуют три определенно расположенных друг за другом нуклеотида, то определение гена станет выглядеть иначе. Ген — это участок молекулы ДНК, или хромосомы, последовательность кодонов (триплетов) которого обусловливает порядок аминокислот в полипептиде. Сейчас мы изучаем генетику и уже знаем, что наличие опре-
деленного гена у организма еще не означает присутствия признака у данной особи. Признак, обусловленный каким-либо геном, может и не развиваться. Действительно, возможность проявления гепов в виде признаков в значительной степени зависит от условий внешней среды. Поэтому, с формально-генетических позиций, понятие гена может выглядеть таким образом: ген — это участок молекулы ДНК или хромосомы, который может обусловить появление признака.
Вопрос 2, Что такоеаллельные гены?
Аллелъными называются гены, расположенные в одних и тех локусах гомологичных хромосом и ответственные за развитие одного и того же признака.
Вспомним, что каждый организм получает по одной хромосоме в каждой паре как от отца, так и от матери. Эти парные хромосомы называются гомологичными; они абсолютно одинаковы по строению и составу генов. Гены, расположенные в одних местах гомологичных хромосом и отвечающие за один признак, например за цвет глаз, носят название аллельных.
Вопрос 3, Дайте определение понятия «генотип».
Генотип можно определить как систему взаимодействующих генов организма.
Вопрос 4. Что такое признак? Какие бывают признаки? Приведите примеры признаков на различных уровнях организации.
Признаком молено назвать любую особенность строения организма на любом уровне его организации (за исключением структуры молекулы ДНК).
В генетике принято считать элементарным признаком последовательность аминокислот в одной полипептидной молекуле.
На молекулярном уровне более сложным признаком является структура одной белковой молекулы. Например, гемоглобина, характерного для данного организма и состоящего из двух сх-цепей и двух (5-цепей.
На клеточном уровне признаком можно считать характерные особенности строения клеток организма, например, эритроцитов.
На уровне ткани признаком является, например, строение коры головного мозга. На организационном уровне примером признака может служить строение любого органа, например конечностей и др.
Вопрос 4. Что такое фенотип и чем он отличается от генотипа?
Генотип представляет собой совокупность всех взаимодействующих генов данного организма.
Фенотипом принято называть совокупность всех признаков и свойств данного организма в данный конкретный момент времени.
С течением времени меняется и набор признаков и свойств. Человек растет, взрослеет, мужает, стареет... В смене фенотипов в течение жизни и заключается индивидуальное развитие организма — онтогенез. Смена фенотипов в течение жизни организма, обусловлена, в свою очередь, реализацией отдельных программ генотипа: программы детства, программы зрелости и т.д.
§36. Гибридологический метод изучения наследования признаков Г. Менделя
Вопрос 1. Кто был первооткрывателем закономерностей наследования признаков?
Вопрос 2- На каких растениях проводил опыты П Мендель?
Вопрос 3. Благодаря каким приемам удалось вскрыть законы наследования признаков?
Первые попытки экспериментального решения проблем, связанных с передачей признаков из поколения в поколение, предпринимались уже в XVIII в. Ученые, скрещивая между собой различающиеся особи и получая помесное потомство, стремились узнать, как наследуются родительские свойства. Однако неверный методический подход — одновременное изучение большого количества признаков — приводил к невозможности выявить какие-либо закономерности.
Многие ботаники путем скрещивания родительских форм, обладающих разными вариантами одного и того же признака, пытались выявить механизмы наследования. Однако честь открытия количественных закономерностей наследования признаков принадлежит чешскому ботанику- любител ю Г р е г о р у Мспде- л ю (1822—1884). Первое, на что обратил внимание учспый, это выбор объекта исследования. Для своих опытов Мендель взял горох. Основанием для такого выбора было то, что эти растения относительно просто разводить и они имеют короткий период развития. Кроме того, в распоряжении Менделя были сорта, четко отличавшиеся друг от друга по целому ряду признаков. Одним из самых существенных моментов во всей работе было определение числа признаков, по которым должны различаться скрещиваемые растения. Мендель впервые осознал, что, начав с самого простого случая — различия родителей по одному-единственному признаку и постепенно усложняя задачу, можно па- деяться распутать весь клубок закономерностей наследования признаков. Здесь с особой силой выявилась строгая матема- тичность его мышления. Именно такой подход к постановке опытов позволил Менделю четко планировать дальнейшее усложнение экспериментов. В этом отношении Мендель стоял выше всех современных ему биологов.
Другой важной особенностью его исследований было то, что он выбрал для экспериментов организмы, относящиеся к чистым линиям, т. е. таким растениям, в ряду поколений которых при самоопылении не наблюдалось расщепления по изучаемому признаку. Не менее важно и то, что он наблюдал за наследованием альтернативных, т. с. взаимоисключающих, контрастных признаков. Например, цветки у одного растения были пурпурными, у другого — белыми, рост растения высокий или низкий и т. д
§ 37. Законы Менделя
Вопрос 1-Что такое гибридизация?
Вопрос 2- Какое скрещивание называют моно гибридным?
Скрещивание двух организмов называют гибридизацией.
Моногибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по одной парс альтернативных (взаимоисключающих) признаков.
Вопрос 3. Какое явление косит название доминирования?
Вопрос 4, Какой признак называют доминантным и какой - рецессивным?
Преобладание у гибрида признака одного из родителей называется доминированием.
Признак, проявляющийся у гибрида первого поколения и подавляющий развитие другого признака, был назван доминантныму противоположный, т. е. подавляемый, признак — рецессивным. Доминантный признак принято обозначать прописной буквой, например А> рецессивный — строчной — а.
Доминантный ген проявляется в виде признака как в гомозиготном (АА), так и в гетерозиготном (Аа) организмах, а рецессивный — только в гомозиготном (аа).
Вопрос 5, Расскажите об опытах Менделя по моногибридному скрещиванию растений гороха.
Моногибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по одной паре взаимоисключающих — альтернативных признаков.
При таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов одного и того же признака, развитие которых обусловлено парой аллельиых генов. Например, признак цвет семян. Взаимоисключающие варианты — желтый или зеленый. Все остальные признаки, свойственные данным организмам, во внимание не принимаются. Бели скрестить растения гороха с желтыми и зелеными семенами, то у всех полученных в результате этого скрещивания потомков семена будут желтыми. Если скрещивать растения, которые различаются гладкой и морщинистой формой семян, то у гибридов семена будут гладкими. Следовательно, у гибридов первого поколения из каждой пары альтернативных признаков проявляется только один. Г. Мендель использовал в своих опытах растения, относящиеся к разным чистым линиям, потомки которых в длинном ряду поколений были сходны с родителями. Следовательно, у этих растений оба ал- лельных гена одинаковы и они являлись гомозиготными организмами. В проведении своих опытов Г. Мендель следовал следующим принципам:
1) выбрал всего один признак, по которому проводил свое исследование, что значительно упростило задачу;
2) работал с растениями, относящимися к чистой линии, в ряду поколений которых при самоопылении не наблюдалось расщепления по данному признаку;
3) изучал наследование альтернативных, т. е. взаимоисключающих признаков;
4) использовал в своих исследованиях точные математические методы.
Вопрос 6, Какой организм называют гомозиготным? гетерозиготным?
Строго говоря, гомозиготный организм —- это организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лелсат одинаковые по последовательности нуклеотидов аллельньте гены. Однако, учитывая избыточность генетического кода, гомозиготными могут быть названы организмы, у которых оба аллельпых гена имеют одинаковое проявление в виде признака.
Гетерозиготный организм — это организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат разные по последовательности нуклеотидов аллельпые гены, имеющие к тому же различные формы проявления признака.
Вопрос 7. Сформулируйте первый закон Менделя.
Первый закон Менделя — закон единообразия первого поколения (закон доминирования)
При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (т. е. двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков, все первое поколение гибридов Г! окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей. Этот признак получил название доминантного.
Вопрос 8, Что такое неполное доминирование? Приведите примеры.
В гетерозиготном организме доминантный ген не всегда подавляет проявление рецессивного гена. В ряде случаев гибрид первого поколения F1 не воспроизводит полностью ни одного из вариантов родительских признаков, и выраженность признака носит промежуточный характер. Такое явление называют неполным доминирование. Так, при скрещивании растений ночной красавицы с красной окраской цветов с растениями, имеющими белые цветки, все потомки Fx обладают розовой окраской венчика.
Вопрос 9. Сформулируйте второй закон Менделя.
Второй закон Менделя
При скрещивании двух гетерозиготных особей — потомков первого поколения Fj между собой во втором поколении F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1, т. е. по фенотипу три четверти потомства будет носить доминантный признак, а одна четверть потомстна окажется рецессивной. По генотипу 25% потомства будут гомозиготными по доминантному гену, 50% — гетерозиготными, а 25% — | гомозиготными по рецессивному гену.
Вопрос 10. Что такое «чистота гамет»?
Вопрос 11, На каком явлении основан закон частоты гамет?
Наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. Половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары.
Закон частоты гамет
Гаметы генетически чисты, так как в них находится только один ген из каждой аллельной пары.
Цитологической основой закона чистоты гамет служит поведение хромосом в мейозс. В профазе первого мейотическо- го деления гомологичные хромосомы конъюгируют, в результате чего образуются биваленты. Это решающий шаг к расхождению гомологов в анафазе I в разные клетки. Завершение первого мейо- тического деления приводит к образованию гаплоидных клеток. Однако их еще нельзя считать чистыми гаметами, так как их формула 1п2с.Хромосомы, хотя и в одинарном наборе являются двухро- матидными и могут содержать (в результате кроссипговера, произошедшего в профазе I) разпые варианты аллсльпых генов. Поэтому для истинной чистоты должно произойти второе мейотичсское деление. В анафазе II дочерние хромосомы, несущие только по одному аллелю каждого гена, окажутся в разных клетках.
Таким образом, генетическую чистоту гамет обеспечивают три события: образование бивалентов, независимое расхождение гомологичных хромосом из бивалентов в разные клетки в первом делении мейоза и независимое расхождение дочерних хромосом (бывших сестринских хроматид) во втором мейотическом делении.
Вопрос 12, Сформулируйте третий закон Мен - деля.
Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования признаков
При скрещивании двух гомозигот- иых организмов* отличающихся друг от друга по двум или более парам альтернативных признаков, гепы и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Закон независимого комбинирования справедлив для аллельных пар, расположенных в разных гомологичных хромосомах. При дигибридпом скрещивании во втором поколении гибридов будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1, т. е. 9/16 потомства будут нести оба доминантных признака, 3/16 потомства — один доминантный, а второй рецессивный, 3/16 потомства будет рецессивным по первому и доминантным по второму признакам и 1/16 должна оказаться рецессивной но обоим признакам.
Вопрос 13- Что такое анализирующее скрещивание?
Анализирующее скрещивание проводится с целью определения генотипа осо-
би с доминантным фенотипом, так как он может быть как гомозиготным (.АА), так и гетерозиготным (Аа). Для этого исследуемый организм скрещивают с особью, генотип которой очевиден (гомозиготный по рецессивному признаку организм). Если исследуемый организм гомозиготен, то потомки будут единообразны.
§ 38. Сцепленное наследование генов Вопрос 1. Для каких пар аллельных генов справедлив третий закон Менделя? При каком расположении различных пар аллельных генов он «не работает»? Закон независимого комбинирования справедлив для аллельных пар, расположенных в негомологичных хромосомах. Закон не работает при расположении пар аллельных генов в одной и той же хромосоме. Вопрос 2, Что такое сцепленное наследование? Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием, а локализация генов в одной хромосоме — сцеплением генов. Сцепленное наследование генов, локализованных в одной хромосомо, называют законом Моргана. Явление, при котором гены, расположенные в одной хромосоме, всегда наследуются совместно, называют полным сцеплением. Это возможно, если гены расположены в одной хромосоме непосредственно друг за другом и крос- синговер между ними практически невероятен. Если гены расположены в хромосоме на некотором расстояпии друг от друга, то вероятность кроссинговера между ними повышается. В результате кроссинговера сцепление может нарушаться, и возникают гаметы с перекомбипировап- пыми генами. Такое сцепление генов называется неполным. Вопрос 3. Что такое группы сцеплении? Сколько таких групп у человека? Все гены, входящие в одну хромосому, передаются по наследству совместно и составляют группу сцепления. Поскольку гомологичные хромосомы несут аллель- ные гены, отвечающие за развитие одних и тех же признаков, то в группу сцепления включают обе гомологичные хромосомы. Таким образом, количество групп сцепления соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе. Например, у человека 2п —- 46 хромосомам — 23 группы сцепления, у дрозофилы 2п — 8 хромосомам — 4 группы сцепления. Вопрос 4, Какие процессы Moryi нарушав сцепление генов? Причиной нарушения сцепления генов служит кроссинговер — перекрест хромосом в профазе 1-го мейотичсского деления. Чем дальше друг от друга гоны расположены в хромосоме, тем выше вероятность перекреста между ними и тем больше процент гамет с перекомбинированными генами, а следовательно, и больше особей в потомстве, отличных от родителей. 3а. единицу расстояния между генами р. одной хромосоме принят 1% кроссингове- ра, названный 1 морганидой. |
Глава 14
Закономерности наследования признаков
§ 39. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом
Вопрос 1. Какие хромосомы называют половыми?
Хромосомы, которыми мужской и женский иол отличаются друг от друга, называют половыми, или гетерохромосомами. Половые хромосомы у женщин одинаковые, их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется одна Х- и одна У-хромосома.
Определение пола будущего организма происходит в момент оплодотворения и определяется сочетанием половых хромосом в зиготе.
Вопрос 2. Какой пол называют гомогэметным, а какой гетерогаметным? Приведите примеры.
Гомогаметный пол обладает двумя одинаковыми половыми хромосомами и обозначается как XX. При образовании половых клеток — гамет в каждую из них, следовательно, попадает одна и та нее половая хромосома X. У млекопитающих, в том числе и у человека, а также у некоторых членистоногих (в частности, дрозофил) гомогаметным является женский пол. Напротив, у рептилий, птиц, бабочек гомогамстен мужской пол.
Гетерогаметный пол имеет две различные половые хромосомы XY и образует половые клетки двух типов. Гетерогамет- ным является мужской пол у млекопитающих (включая человека) и некоторых членистоногих (дрозофилы) и женский пол у рептилий, птиц, бабочек.
Вопрос 3. Что такое сцепление генов с полом? Приведите примеры наследования гена, сцепленного с полом.
Гены, расположенные в половых хромосомах, называют сцепленными с полом. В половых хромосомах имеются гены, определяющие половую принадлежность организма, а так лее наследственные факторы, не имеющие отношения к половым признакам. Например, гены цветового зрения, свертываемости крови и др. Так, в Х-хромосоме человека расположен ген, отвечающий за свертываемость крови — Н. Его рецессивная аллель h вызывает тяжелое заболевание — гемофилию. В той же хромосоме X находится ген, обусловливающий невосприятие красного и зеленого цветов — дальтонизм.
Например: D нормальное зрение. d — дальтонизм
Р (XDX^) х (x^y)
Гаметы (х») (у)
Fj (xdXD) (XdY ")
нормальное зрение дальтонизм
Или наследование гемофилии: где Н нормальная свертываемость крови, h — гемофилия.
(Организмы с генотипом XhXh не являются жизнеспособными и чаще всего погибают внутриутробно.) Вопрос 4. Почему проявляются в виде призма ка рецессивные гены, локализованные в Х-хромо- соме человека? Приведите примеры доминантных и рецессивных признаков у человека. В отличие от генов, локализованных в аутоеомах, при сцеплении с полом может проявиться и рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Это происходит в тех случаях, когда рецессивный ген, сцепленный с Х-хромосомой, попадает в гетерогаметный организм. Например: XhY — гемофилия, XdY — дальтонизм. У человека доминантными признаками являются карий цвет глаз, темный цвет волос, курчавые волосы. А рецессивными светлые прямые волосы, голубые или серые глаза. |
§ 40. Взаимодействие генов
Вопрос 1. Какие из исследованных Г Менделем признаков гороха наследуются как доминантные?
Доминантными признаками у гороха являются:
1) форма семян — гладкая;
2) окраска семян — желтая;
3) положение цветков — пазушные цветки;
4) окраска цветков — красная;
5) длина стебля — длинные стебли;
6) форма стручка — простые бобы;
7) окраска стручка — зеленая.
Вопрос 2. Как гены влияют на проявление качественных признаков?
Проявление качественных признаков определяется взаимодействием как аллельных, так и неаллельных генов. Нам известно явление доминирования, при котором один аллельный геи полностью подавляет проявление другого. Так, у гороха в гетерозиготном организме (.Аа) проявляется желтый цвет семян. При скрещивании черной морской свинки (АА) с белым животным у всех их потомков — гетеро- зигот (А а) проявится доминантный признак, отсутствующий у белого родителя.
При неполном доминировании (вспомните растение ночную красавицу) орга- пизмы с генотипами АА имеют красную, Аа — розовую, а растения аа — белую окраску венчика цветка.
Вопрос 3, Чем определяются количественные признаки?
В развитии количественных признаков играет роль полимерия — явление, при котором несколько пар неаллельных генов участвует в развитии одного приз- пака.
При этом количественные признаки определяются неаллельпыми генами, действующими па один и тот же признак или свойство. Чем больше в гепотипе доми-
нангных генов, обусловливающих какой либо признак, тем ярче он выражается.
Вопрос 4, Приведите примеры влияния генов на проявление других, неаллельных генов.
1. Комплементарностъ — явление взаимодополнения генов из разных ал- лельных пар. Так, в образовании красной окраски цветков душистого горошка участвуют два гена: доминантный ген из одной аллельной пары (А) обусловливает синтез бесцветного предшественника пигмента — пропигмента; в другой аллельной паре доминантный ген (В) определяет синтез фермента, превращающего пропиг- мент в пурпурный пигмент. Следовательно, цветки душистого горошка окажутся окрашенными только в том случае, если в генотипе будут находиться доминантные гены из двух аллельных пар А_В_. Во всех остальных случаях (А_Ьд или ааВ_) венчики цветкЬв останутся неокрашенными — белыми.
2. Эпистаз — явление, которое заключается в том, что один ген препятствует проявлению генов из другой аллельной пары. Чаще всего при этом эпистатиче- ским (подавляющим) действием обладает доминантный ген из другой аллельной пары. Так, у тыквы ген А определяет желтую окраску плодов, а его рецессивный аллель а — зеленую. Однако любая окраска разовьется лишь при отсутствии в генотипе гена Б, препятствующего проявлению генов пары А. При генотипе А_ЪЪ плоды будут желтыми, у растений ааЬЬ — зелеными, а генотип А_В_ и ааВ_ дадут неокрашенные (белые) плоды.
3. Полимерия — явление, сущность которого заключается в том, что несколько пар неаллельных генов участвует в развитии одного признака. В этом случае, чем больше в генотипе доминантных аллелей из каждой аллельной пары, тем ярче выражен признак. Например, у человека цвет кожи зависит от четырех пар неаллельных генов. При генотипе А 1А1А2А2А3А3А4А± — пигментация кожи максимальная — 100% (негроидная раса), а у гомозигот а1а1а2а2агага4,а4. пиг~ мент отсутствует — 0% пигментации (европеоидная раса). У мулатов 1-го поколения А1а1А2а2А^аьА4а^ количество пигмента окажется средним — 50%.
Вопрос 5. Охарактеризуйте форму взаимодействия неаллельных генов, при которой один ген способствует проявлению генов другой аллельной пары.
Подобное взаимодействие неаллельных генов носит название комплементарности. Комплемен тар ность — явление взаимодополнения генов из разных аллельных
пар. Так, в образовании красной окраски цветков душистого горошка участвует пропигмепт А, синтез которого определяется одним геном, и фермент Я, превращающий пропигмепт в алый пигмент, синтез которого обусловлеп другим неал- лельным геном (см. вопрос 4).
Вопросе, Каким образом гены одной ап- лельной пары могут препятствовав проявлению генов другой пары?
Эпистаз — явление, которое заключается в том, что ген препятствует проявлению генов из другой аллельной пары.
Доминантный эпистаз: эпистатиче- ским действием обладает доминантный ген из другой аллельной пары.
Рецессивный эпистаз: эпистатиче- ским действием обладает рецессивный ген из другой аллельной пары.
Чаще всего при этом эпистатическим (подавляющим) действием обладает доминантный ген из другой аллельной пары. Так, у тыквы ген А определяет желтую окраску плодов, а его рецессивный аллель а — зеленую. Однако любая окраска разовьется лишь при отсутствии в генотипе гена J5, препятствующего проявлению генов пары А. При генотипе А_ЪЬ плоды будут желтыми, у растений ааЪЪ зелеными, а генотип А_В_ и ааВ дадут неокрашенные (белые) плоды.
§ 41. Наследственная (генотипическая) изменчивость
Вопрос 1. Какие формы изменчивости вам известны?
Изменчивость — это способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Различают наследственную и ненаел едет венную изменчивость.
I.Наследственная, или генотипическая изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате изменения структуры наследственного материала на всех уровнях организации от молекулярного до хромосомного, изменения числа хромосом в кариотипе, а также вследствие возникновения новых комбинаций генов.
2. Н е наследственная 9 или модифи- кационная (фенотипическая) изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки piсвойства в результате непосредственного воздействия факторов среды на их развитие. При атом структура наследственного материала не подвергается изменениям. Да и по сути возникает видоизменение — модификация, а не нечто принципиально новое.
Вопрос 2. Что та кое мутация?
Мутация (от лат. «мутацио» — изменение, перемена) — естественно возникающие или вызванные искусственно (химическими веществами, радиацией, др. факторами) изменения наследственного материала организма (его генотипа).
Основные свойства мутаций:
1) мутации возникают внезапно, скачкообразно;
2) мутации наследственны, т. е. стойко передаются из поколения в поколение;
3) мутации случайны и ненаправленны — мутировать может любой ген, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков;
4) одни и те же мутации могут возникать повторно;
5) по своему проявлению мутации могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными.
Вопрос 3. Какие структуры клетки перестраиваются при мутационной изменчивости? Дайте классификацию мутаций.
Изменения при мутационной изменчивости затрагивают субклеточные структуры — гены, хромосомы, кариотип.
По уровню изменений наследственного материала выделяют несколько видов мутаций.
1. Генные, или точковые, мутации — изменения, обусловленные заменой, выпадением или вставкой одного или нескольких нуклеотидов в нределах одного гена. Они влекут за собой изменения структуры белков, заключающиеся в появлении новой последовательности аминокислот в полипептидной цепи.
2. Хромосомные мутации — изменение структуры хромосом. Эти мутации могут возникать вследствие утраты хромосомой своей части или приобретением нового, не характерного для нее, участка, что может привести организм к гибели.
3. Геномные мутации — изменения кариотипа, кратные хромосомному набору (3/г, 4/г, 8/г,...) и не кратные (2п ± 1; 2п ± 2,.♦.) гаплоидному числу хромосом. Например, болезнь Дауна, обусловленная присутствием в кариотипе трех хромосом из 21-й пары.
Мутации могут происходить как в половых, так и в соматических клетках. Мутация, возникшая в половых клетках, не влияет на проявление признаков данного организма, а обнаруживается только в следующем поколении. Такие мутации называются генеративными. Если изменяются гены в соматических клетках, то изменения проявляются у данного организма и но передаются потомству при половом размножении. Такие мутации называются соматическими.
В опрос 4. Что такое Полиплоидия?
Полиплоидия- — ото увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору.
Часто подобное явление встречается у простейших и растений. Полиплоидия позволяет повысить падежность генетической системы, уменьшает опасность снижения жизнеспособности в случае возникновения мутаций, повышает жизнеспособность, плодовитость и другие свойства. В растениеводстве этим пользуются, искусственно получая полиплоидные сорта культурных растений, которые отличаются высокой урожайностью и жизнестойкостью. Кроме выведения в растениеводстве более урожайных полиплоидных культур полиплоидия встречается в природе как способ видообразованрш. Например, числом хромосомных наборов отличаются некоторые виды дрозофил, хризантем, табака, картофеля.
Вопрос 5. Как можно вызвать увеличение частоты мутаций?
Частота мутаций резко возрастает при применении мутагенов (хттмические веще
ства, рентгеновское излучение, ультрафиолет). Наряду с вредными, иногда возникают и полезные мутации. При применении таких веществ, как колхицин, возникает эффект полиплоидизации — умножения хромосомного набора, что иногда приводит к изменению признаков и свойств организма в сторону, полезную для человека. Искусственный мутагенез широко применяется в микробиологической промышленности и растениеводстве. При этом повышается количество особей, несущих различные признаки. Отбор, проводимый человеком, в этих условиях наиболее эффективен.
§ 42. Фенотипическая изменчивость
Вопрос 1. Как срсда влияет на проявление признака? Приведитe примеры.
Часто проявление гена в виде признака очень жестко связанно с условиями среды, в которых обитает организм.
Например, гималайские кролики, выросшие при низкой температуре окружающей среды, будут иметь черную окраску шерсти, а животные, взращенные при температуре I 30 °С, — белую. Если у.тех же кроликов выщипать участок шерсти и поместить их в среду с низкой температурой или положить па выщипанный участок холодную повязку, то вновь выросшая шерсть будет черной.
Водные растения — стрелолист и водяной лютик имеют различную форму листовой пластинки, находящейся над водой и в ее толще. Таким образом, на действие определенного фактора внешней среды каждый вид организмов реагирует специфически и реакция (изменение признака) оказывается сходной у всех особей данного вида.
Вопрос 2. Докажите на примерах ненас- ледуемость изменений признака, вызванных действием условий внешней среды.
Фенотипическая изменчивость — это способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства в результате непосредственного воздействия факторов среды на развитие пррпзнаков, не затрагивая генотип. Поэтому признаки и свойства, приобретенные таким образом, по наследству не передаются.
Например, у гималайских кроликов, выращенных при температуре +30 °С, вся шерсть будет белой. При этом у их потомства, выращенного в нормальных условиях, будет обычное распределение пигмента.
Другой пример касается собак. У некоторых пород в течение уже сотен лет купируют хвосты и уши, а вновь рожденные щенки имеют исходный внешний вид.
У человека благоприобретенные умения никак не сказываются на потомстве; к примеру, ни у одного культуриста не родился ребенок с мышечной массой, сходной с отцовской, и т. д.
Вопрос 3- Что такое норма реакции? От чего зависит со широта?
Бели рассматривать какой-либо признак в группе организмов, то можно заметить, что степень его выраженности неодинакова у разных организмов. Однако большинство 9Собей будут обладать средними значениями изучаемого признака или свойства, и чем дальше отклонения от средней нормы, тем меньшее число особей будет обладать такими отличиями. Степень варьирования признака — пределы фенотип и ческой изменчивости называютсянормой реакции. Широта нормы реакции обусловлена генотипами особей данного вида и зависит от значения конкретного признака в жизнедеятельности организма.
Вопрос 4. Перечислите свойства стенотипической изменчивости.
Основные свойства фенотипической изменчивости:
1) изменения не наследуются, так как не затрагивают наследственный материал;
2) изменения направлены факторами окружающей среды, т. е. под действием одного и того же фактора всегда возникают изменения этого же признака в извест- пую сторону;
3) изменении носят групповой характер, т. е. у всех представителей одного и того же вида под действием определенного фактора среды возникают сходные, однонаправленные изменения;
возможность и широта изменения того или иного признака под действием фактора среды обусловлена генотипом организма.
§ 43. Центры многообразия и происхождения культурных растений
Вопрос 1. Чем отличаются одомашненные жи вотные и культурные растения от диких?
У культурных форм сильно развиты признаки и свойства, имеющие полезное значение для человека и не несущие биологического смысла для вида. Например, у крупного рогатого скота количество молока, необходимого для выкармливания теленка, не превышает несколько сот литров. Многие искусственные формы лишены приспособлений для защиты в дикой природе и способности добывать себе корм.
Вопрос 2. Что служит предметом селекции?
Разработка теории и методов создания и совершенствования пород животных и сортов растений представляет предмет пауки — селекции.
Вопрос 3, Какое значение для селекции имеет знание центров происхождения культурных растений?
Успех селекционной работы в основном зависит от генетического разнообразия исходной группы растений и животных. Генофонд существующих пород растений и животных менее разнообразен, чем гс- нофопд исходного дикого вида. Поэтому для выведения новых сортов растений и пород животных очень важны поиск и выявление полезных признаков у их диких предков. Для этого необходимо знание районов их происхождения.
Вопрос 4. Какие центры происхождения куль турных растений вам известны?
Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)
|
§ 44. Методы селекции растений и животных Вопрос 1, Что называют породой? сортом? Породой и сортом называют популяцию организмов, искусственно созданную человеком, характеризующуюся оп- рсделейным генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем продуктивности. По многим группам генов породы животных и сорта культурных растений являются гомозиготными. Мри скрещивании друг с другом они не дают расщепления по данным признакам. Вопрос 2 Какие основные методы селекции вы знаете? Основными методами селекции являются отбор и гибридизация. Индивидуальный отбор сводится к выращиванию семей от отдельной особи. Такой отбор приводит к выведению чистой линии — группы генетически однородных (гомозиготных) особей. Для внесения в генофонд создаваемого сорта растений или породы животных цепных генов и получения оптимальных комбинаций применяют гибридизацию — скрещивание. Вопрос 3, Что такое массовый отбор? индивидуальный отбор? Массовый отбор — метод, при котором в посеве сохраняют только растения с нужными качествами. При повторном посеве снова отбирают растения с определенными признаками. Сорт, получаемый этим способом, генетически не однороден, и отбор время от времени приходиться повторять. Индивидуальный отбор сводится к выделению отдельных особей и получению от них потомства. Он приводит к получению чистой линии — группы генетически однородных гомозиготных организмов. Вопрос 4 С какой целью в селекционной работе производится скрещивание? Скрещивание в селекционной работе производится для внесения в генофонд создаваемого сорта растений или породы животных ценных генов и получения их оптимальных комбинаций. Вопрос 5. Какие межвидовые гибриды вам известны? Одним из достижений современной селекции является разработка способов преодоления бесплодия межвидовых гибридов. Впервые это удалось осуществить в начале 20-х гг. XX в. советскому генетику Г. Д. Карпеченко при скрещивании редьки и капусты. Впоследствии удалось получить гибрид пшеницы с пыреем и гибрид пшеницы с рожью — тритикале. Последний успешно сочетает ценные признаки ржи и пшеницы. В животном мире широко известен гибрид лошади и осла — мул, однако преодолеть бесплодие межвидового гибрида в данном случае не удалось. Вопрос 6- Какими особенностями отличаются полиплоидные сорта культурных растений? Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору. Часто подобное явление встречается у простейших и растений. Полиплоидия позволяет повысить надежность генетической системы, уменьшает опасность снижения жизнеспособности в случае возникновения мутаций, повышает жизнеспособность, плодовитость и другие жизненные свойства. В растениеводстве этим пользуются, искусственно получая полиплоидные сорта культурных растений, которые отличаются высокой урожайностью и жизнестойкостью. Вопрос 7. Чем отличаются методы одомашнивания, применявшиеся первобытным человеком, от современных? Современный человек использует в своей селекционной работе методику сознательного отбора. Она заключается в том, что селекционер ставит перед собой определенную задачу и ведет отбор по одному-двум признакам. Такой поход позво- ляет достигнуть больших успехов за относительно короткое время. Первобытные люди не ставили себе цели вывести какую-либо определенную породу или сорт. Но в пищу они использовали худших животных и растения и, напротив, сохраняли наиболее ценные организмы (самую удойную корову, кур, которые несут больше лиц). Такой метод называется бессознательным отбором. Его значение и скорость образования сорта (породы) значительно ниже. |
§ 45. Селекция микроорганизмов Вопрос 1. Какое значение для народного хозяйства имеет селекция микроорганизмов? Микробиология и связанные с ней прикладные технологии в настоящий момент имеют огромное значение для народного хозяйства. Так, микроорганизмы используются в хлебопечении, пивоварении, виноделии, для изготовления многих молочнокислых продуктов, квашения овощей. Помимо пищевой промышленности, технологии с использованием деятельности бактерий и грибов применяются в металлургии — это очистка пород, выделение ценных металлов. В медицине — синтез важнейших белков (например, инсулина). Вопрос 2. Приведите примеры промьнименного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Примеры использования микроорганизмов в промышленности чрезвычайно многообразны. В хлебопечении, например, все виды дрожжевого теста изготавливаются при помощи дрожжевых грибов. В пивоварении и виноделии сбраживание и специфический вкус напитков во многом определяется участвующими в процессе микроорганизмами. В приготовлении молочнокислых продуктов — использование йогуртового или кефирного грибка. В медицинской промышленности — это получение гормона инсулина и белка интерферона за счет внедрения генов этих белков в хромосому кишечной палочки. Вопрос 3. Что.такое биотехнология? Технологию получения необходимых человеку продуктов из живых клеток или с их помощью называют биотехнологией.. Одним из основных методов биотехнологии является клеточная инженерия: создание клеток нового типа на оспове их гибридизации, реконструкции и культивирования; объединение целых клеток, принадлежавших различным видам (и даже относящихся к равным царствам — растениям и животным), с образованием клетки, несущей генетический материал обеих родительских клеток, и другие операции. Клеточная инженерия используется для решения теоретических проблем в биотехнологии, для создания новых форм растений, обладающих полезными для человека признаками и одновременно устойчивых к болезням. При помощи методов биотехнологии учепым удастся улучшить различные качества растений и животных, например, выращиваемые на искусственных питательных средах клетки и ткани растений составляют основу разнообразных технологий в сельском хозяйстве. Так получены растения, устойчивые к вирусам и болезнетворным микроорганизмам, гербицидам; растения, способные синтезировать токсины, ядовитые для насекомых-вредителей; растения с чужеродными генами, контролирующими синтез белков холодоустойчивости и белков с улучшенным аминокислотным составом. Вопрос 4 Что такое генная инженерия? Генная инженерия (генетическая инженерия) — раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием вне живого организма новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Решающую роль в исследованиях сыграли также методы выделения индивидуальных генов, получение их в достаточных количествах путем клонирования, т. е. практически неограниченного размножения в бактериальных клетках; последние синтезируют белок, кодируемый чужим для них геном, в больших количествах. Так, при помощи кишечной палочки получают интерфероны — белки, подавляющие размножение вирусов, и ипсу- лин, регулирующий уровень глюкозы в крови, гормон роста, а также другие биологически активные вещества и лекарственные препараты. Перенос генов дает, кроме того, возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные признаки одних организмов другим. |
Соц-но-эк-ая сущность финансов
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 265 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |