Основные составляющие генетики как науки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

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

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

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

Бакалавр сельского хозяйства должен знать генетическую природу сорта (гибрида) и на ее основе разрабатывать сортовую агротехнику, комплекс мер по защите растений от болезней, вредителей и других неблагоприятных факторов окружающей среды.

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

1. Строение и морфологические типы хромосом. Кариотипы культурных растений

Основные структурные элементы клетки представляют собой материальную основу наследственности, которая обеспечивает преемственность между поколениями. Главная роль в этом принадлежит хромосомам в которых записана генетическая программа развития организма.

Хромосомы - элементы клеточного ядра, состоящие из ДНК и белков- являются основными носителями наследственной информации организма.

В 80-х годах 19 века в ядрах клеток эукариот открыты нитевидные структуры, названные в 1888 году немецким ученым В. Вальдейером - хромосомами.

Хромосомы каждого вида растений свои морфологические особенности и определенные размеры. Строение хромосом лучше всего выявляется в метафазе митоза, когда они укорочены и расположены в экваториальной плоскости.

Хромосомы прокариот представляют собой замкнутую в кольцо молекулу ДНК.

Хромосомы эукариот имеют нитевидную или палочкообразную форму и состоят из двух идентичных половинок - хроматид.



Рисунок 1. Морфологическое строение метафазных хромосом: А - схематическое изображение основных типов хромосом, определяемых по положению центромеры; Б - хромосомы метафазной пластинки ржи; 1 - метацентрическая; 2 - субметацентрическая; 3 - акроцентрическая спутничная; 4 - хроматиды; 5 - длинное плечо; 6 - короткое плечо; 7 - центромера; 8 - спутник; 9 - нить спутника

Каждая метафазная хромосома состоит из двух хроматид, имеет определенную длину и обязательно центромеру к которой прикрепляется нить митотического веретена, обеспечивающая расхождение хроматид к полюсам клетки. Местоположение центромеры специфично для соответствующей хромосомы данного вида.

Центромера делит хромосому на два плеча и тем самым определяет ее форму. Центромера управляет перемещением хромосомы в делящейся клетке.

Концевые участки - теломеры, препятствующие слипанию хромосом.

Спутником называется сегмент хромосомы, отделенный от нее вторичной перетяжкой (нитью спутника).

Положение центромеры строго фиксировано и определяет морфологический тип хромосомы.

Г.А. Левитским в 1931 г. разработана методика описания морфологических хромосом. Форма хромосомы определяется отношением длины большего плеча к длине меньшего. Это отношение называется плечевым индексом (Ib). Если центромера расположена посредине хромосомы и плечевой индекс Ib=1…1,9, хромосома называется метацентрической (М). Если плечевой индекс Ib=2,0…4,9, то хромосома называется субметацентрической (S), а если Ib более 5, то акроцентрической (А). Хромосомы, у которых Ib более 8, а короткое плечо напоминает шаровидное тело, называются телоцентрическими (головчатыми).

В разные периоды клеточного цикла хромосомы изменяют свои размеры.

Гетерохроматиновые зоны (неактивные). Эухроматиновые зоны (активные).

Кариотип - специфический для определенного вида по числу и структуре набор хромосом в соматических клетках хромосомы представлены гомологичными парами (генетически и морфологически идентичны)
число хромосом в соматической клетке диплоидное (2n)

В половых клетках из каждой пары представлена одна хромосома. Их число гаплоидное (n).

Таблица 1 - Число хромосом у основных видов культурных растений

Вид	Число хромосом в клетках
	половых (n)	соматических (2n)
Полевые культуры
Пшеница однозернянка - Triticum monococcum L.	7	14
” твердая -- Triticum durum Desf.	14	28
” мягкая - Triticum aestivum L.	21	42
Рожь культурная - Secale cereale L.	7	14
Овес посевной - Avena sgtiva L.	21	42
Ячмень двурядный -- Hordeum distichon L.	7	14
” многорядный -- Hordeum vulgare L.	7	14
Кукуруза -- Zea mays L.	10	20
Просо обыкновенное - Panicum miliaceum L.	18	36
Рис посевной - Oryza sativa L.	12	24
ГреЧиха культурная - Fagopyrum esculentum Moench.	8	16
Горох посевной - Pisum sativum L.	7	14
Бобы конские - Vicia faba L.	6	12
Фасоль обыкновенная - Phaseolus vulgaris L.	11	22
Нут -- Cicer arietinum L.	8	16
Чечевица -- Lens esculenta Moench.	7	14
Вика посевная - Vicia sativa L.	6	12
” мохнатая - Vicia villosa Roth.	7	14
Подсолнечник культурный -- Helianthus annuus L.	17	34
Соя культурная - Glicme hispida Maxim.	19,20	38,40
Арахис подземный - Arachis hipogaca L.	20	40
Кунжут -- Sesamum indicum L	13	26.
Горчица белая - Sinapis alba L.	12	24
Лен обыкновенный, долгунец -- Linum usitatissimum L.	16, 15	32,30
Конопля культурная - Cannabis sativa L.	10	20
Хлопчатниктравянистый,гуза -- Gossypium herbaceum L.	13	26
Хлопчатник обыкновенный -- Cossypium hirsutum L.	26	52
Овощные культуры
Томат Lycopersicum esculentum MilL	12	24
Баклажан - Solanum melongena L.	12	24
Огурец - Cucumis sativus L.	7	14
Тыква гигантская -- Cucurbita maxima Duch.	20	40
Капуста кочанная -- Brassica oleracea L.	9	18
Морковь - Daucus carota L.	9	18
Плодовые культуры
Яблоня культурная - Malus domestica Borkh.	17	34
Груша обыкновенная - Pyrus communis L.	17	34
Абрикос -- Armeniaca vulgaris Lam.	8	16
Вишня обыкновенная - Cerasus vulgaris Mill	16	32
Клубника - Fragaria moschata Duch.	21	42

Изображение хромосом исследуемого растения, полученное с одной метафазной пластинки, либо с помощью рисовального аппарата, в виде микрофотографии, называется кариотипом, или метафазной пластинкой. Вырезанные из микрофотографии и упорядоченно расположенные хромосомы принято называть кариограммой.



Рисунок 2. Хромосомы ржи (2n=14)

2. Цитологические основы бесполого размножения. Митоз

Митоз - непрямое деление клеток, в результате которого происходит сначала удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между двумя вновь образующимися клетками. При моделировании митоза необходимо четко представлять изменение числа хромосом и хроматид, которые являются материальными носителями генетической информации.

Соматические клетки делятся путем митоза. Митоз обеспечивает рост тканей и органов. Митоз обеспечивает видовое постоянство числа хромосом.

Период от одного деления соматической клетки до другого называется митотическим циклом. В процессе митотического цикла происходит сначала удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала, заключенного в хромосомах, между двумя вновь образующимися дочерними клетками.

В результате митоза из одной материнской клетки образуются 2 дочерние. Ядро каждой дочерней клетки имеет, как правило, такой же набор хромосом, какой был в исходной материнской клетке.

Интерфаза. Состояние клетки между двумя делениями называется интерфазой. В интерфазе ядро имеет шаровидную или эллипсоидную форму и сравнительно гомогенное строение. В нем бывают хорошо видны оболочка, одно или несколько ядрышек. В интерфазе осуществляется подготовка клетки к митозу, протекают сложные биохимические процессы: репликация (удвоение) молекул ДНК, синтез белков, ферментов и других веществ, необходимых для прохождения митоза.

В интерфазе различают 3 периода:

Gx - пресинтетический;

S - синтетический, на котором происходит репликация ДНК;

G2 -- постсинтетический.

В процессе митоза различают 4 последовательно идущие фазы:

профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза. Различают раннюю и позднюю профазы. На ранней профазе ядро клетки сохраняет тот же вид, что и в интерфазе, но в нем проявляются хромосомы в виде тонких хроматиновых нитей. В поздней профазе усиливается спирализация хроматиновых нитей, в результате чего они приобретают форму, присущую хромосомам данного вида, становятся более плотными и короткими. Каждая хромосома состоит из двух скрученных хроматид, соединенных в центромерном районе. В конце профазы начинается распад ядерной оболочки и исчезает ядрышко.

(2n - хромосом, 4 n -хроматид).

Метафаза. Началом метафазы (прометафазой) принято считать момент, когда полностью исчезают ядрышко и ядерная оболочка. В этой фазе хромосомы располагаются на экваторе клетки в одной плоскости, образуя так называемую метафазную (экваториальную) пластинку. Центромера каждой хромосомы располагается строго в плоскости экватора клетки, а плечи хромосом бывают вытянутыми более или менее параллельно нитям веретена. В метафазе хорошо выявляются морфологическое строение и величина каждой хромосомы.

(2n - хромосом, 4 n -хроматид).

Анафаза. Фаза начинается с одновременного деления центромер всех хромосом данной клетки. После деления центромер хроматиды каждой хромосомы отделяются одна от другой и расходятся к противоположным полюсам клетки. В это время их уже следует называть сестринскими (дочерними) хромосомами. Все сестринские хромосомы начинают двигаться к полюсам одновременно. В первую очередь отталкиваются центромерные участки хромосом, а затем конечные (теломерные) участки плеч. Если хромосома по какой-либо причине утратила центромеру, то она теряет способность ориентированного перемещения к полюсу и нарушает картину нормального течения анафазы. Фрагменты такой хромосомы могут сохраниться в клетке только в том случае, если они присоединятся к другой хромосоме, имеющей центромеру. Если этого не произойдет, фрагменты хромосом в телофазе имеют вид микроядер.

Движение сестринских хромосом в анафазе происходит очень быстро при взаимодействии двух процессов: сокращения тянущих нитей веретена, связывающих их с полюсами клетки, и удлинения опорных нитей веретена, соединяющих оба полюса.

(4n - хромосом, 4 n -хроматид).

Телофаза. В начале телофазы заканчивается движение сестринских хромосом и в клетке начинаются структурные преобразования. Хромосомы деспирализуются и утрачивают видимую индивидуальность. Образуется ядро, окруженное оболочкой; восстанавливаются ядрышки в том же количестве, в каком они были в ядре материнской "клетки; происходит постепенное разделение всего содержимого клетки. (2n - хромосом, 2 n -хроматид). Деление ядра - кариокинез. Процесс образования двух новых клеток называется - цитокинез.



Рисунок 3. Митоз в клетках корешка лука: 1 - интерфаза (И); 2,3 - профаза (П); 4 - метафаза (М); 5 - анафаза (А); 6 - телофаза (Т); 7 - цитокенез (Ц)

Рисунок 4. Схематическое изображение стадий митоза между двумя последовательными митозами клетка находится в состоянии интерфазы

Рисунок 5. Схема клеточного цикла

Показателем митотической активности является митотический индекс (МI). Его определяют отношением числа клеток, находящихся в митозе (М), к общему числу клеток на данном участке ткани (N), и выражают в процентах или в промилле (‰):

3. Цитологические основы полового размножения. Мейоз

Мейоз - особый тип непрямого деления ядра, при котором из диплоидных клеток образуются гаплоидные половые клетки - гаметы.

Мейоз состоит из двух последовательных делений: редукционного (осуществляется уменьшение вдвое числа хромосом) и эквационного (по типу митоза в гаплоидных клетках).

К началу мейоза хромосомы состоят из двух хроматид, что обеспечивается удвоением ДНК в премейотической интерфазе.

I деление - редукционное:

Профаза I (состоит из 5 стадий): число хромосом 2n., 4n-хроматид Нарастающая спирализация хромосом.

- лептотена (стадия тонких нитей) - спирализация хромосом, приобретающие нитевидные форму.

- зиготена (стадия парных нитей) - коньюгация (сближение) гомологичных хромосом;

- пахитена (стадия толстых нитей) - образование бивалентов в составе двух гомологичных хромосом или четырех хроматид. Возможен кроссинговер - обмен гомологичными участками гомологичных хромосом;

- диплотена (стадия двойных нитей) - расхождение центромер хромосом, входящих в бивалент, появление хиазм (цитологическая метка), если произошел кроссинговер;

- диакинез (через движение) - хромосомы, входящие в бивалент удерживаются только концевыми участками. Четко видно, что каждый бивалент состоит из четырех хроматид - тетрада. Строится веретено деления, хромосомы бивалента прикрепляются центромерами к нитям веретена деления.

Метафаза I: число хромосом 2n. 4n-хроматид. Завершается образование веретена деления. В экваториальной плоскости располагаются биваленты.

Анафаза I: число хромосом 2n. 4n-хроматид. Гомологичные хромосомы, составляющие бивалент, расходятся к разным полюсам.

Телофаза I: число хромосом. n. 2n- хроматид. Образуются два ядра, каждое из которых содержит из пары по одной гомологичной хромосоме. Окончательное расхождение хромосом к полюсам.

Интеркинез - удвоение (синтез) ДНК и редупликация хромосом не происходит и начинается второе деление мейоза.

II деление - эквационное протекает быстро по типу митоза

Профаза II: число хромосом n. 2n -хроматид. Спирализация хромосом, образование веретена деления.

Метафаза II: число хромосом n. 2n -хроматид. В экваториальной плоскости располагаются хромосомы, образование веретена деления.

Анафаза II: к концу фазы число хромосом 2n. 2n -хроматид. Центромеры делятся, а хроматиды расходятся к полюсам.

Телофаза II: число хромосом n. n -хроматид. Образуются ядра и перегородки, образуются 4 клетки микро- или макроспоры), каждое из которых содержит гаплоидное (n) число хромосом.

Таким образом, в мейозе происходят следующие процессы: редукция числа хромосом в клетках, конъюгация гомологичных хромосом, кроссинговер, случайное независимое расхождение гомологичных хромосом в дочерние клетки.

Рисунок 6. Схема мейоза

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 7. Схематическое изображение типов кроссинговера



Рисунок 8. Схематичное изображение мейоза

4 . Цитогенетика полового размножения

В основе полового размножения лежат два процесса: образование гаплоидных половых клеток (гамет) и слияние отцовской и материнской половых клеток в процессе оплодотворения и образование зиготы. Зигота дает начало новому организму, сочетающему признаки и свойства, присущие родительским особям.

В результате мейоза из клеток (2n) спорогенной ткани образуются микроспоры (n) и мегаспоры (n).

Путем митоза в гаплоидных клетках микроспоры формируют мужской гаметофит - пыльцевое зерно (рис. 8) и мужские гаметы - спермии, а мегаспоры - женский гаметофит: зародышевый мешок (рис. 9), и женские гаметы - яйцеклетки.

Микроспорогенез и развитие мужского гаметофита.

На ранних этапах развития конуса нарастания происходит заложение тычиночных бугорков. В дальнейшем из верхней части этих бугорков развивается пыльник, а из нижней части этих бугорков- тычиночная нить. Вначале в четырех участках пыльника образуются крупные клетки мужского архиспория с большими ядрами и густой цитоплазмой. Затем археспориальные клетки делятся путем мейоза и образуется тетрада микроспор, четыре клетки, которой окружены общей оболочкой. После этого начинается процесс образования пыльцы, или микрогаметогенез. Оболочка, окружающая тетраду микроспор, распадается. Вокруг каждой микроспоры постепенно образуется по две оболочки: внутренняя (интина) и внешняя (экзина). Ядро переходит из центра к периферии клетки. Затем ядро делится по типу митоза и образуется две клетки: вегетативная (большая) и генеративная (малая). Далее происходит митотическое деление ядра генеративной клетки и образуется два спермия. На этом заканчивается образование мужского гаметофита (пыльцевого зерна, состоящего из вегетативной клетки и двух спермиев - мужских гамет).

Рисунок 8. Строение пыльцевого зерна: пыльцевое зерно имеет две оболочки: внутреннюю (интина) и внешнюю (экзина); содержит вегетативное ядро (n) и два спермия (n)

Мегаспорогенез и развитие женского гаметофита

В завязи пестика образуется семяпочка. Вначале появляется небольшой бугорок, который увеличивается в размерах. Из верхней части бугорка образуется тело семяпочки (нуцеллус), а из нижней - ножка семяпочки (фуникулюс). По бокам нуцеллуса возникает специфические образования - покровы семяпочки, называемые интигументами. Они не срастаются на верхушке семяпочки и образуют пыльцевход (микропиле).

В дальнейшем закладывается крупная археспориальная клетка, которая делится путем мейоза, в результате которой образуется тетрада мегаспор (макроспор), в дальнейшем происходит дегенерация (отмирание) трех мегаспор и остается одна. Ядро этой клетки делится путем митоза и образуется двухъядерный зародышевый мешок. Далее происходит еще два митотических деления ядер зародышевого мешка и последовательно образуются четырехъядерный и восьмиядерный зародышевые мешки.

Затем от каждого полюса по одному ядру отходит к центру зародышевого мешка, где они обычно сливаются, образуя центральное ядро зародышевого мешка. Затем происходит образование клеток на противоположных концах зародышевого мешка, формируется яйцеклетка и две синергиды, три антиподы. На этом заканчивается формирование зародышевого мешка или женского гаметофита (яйцеклетка - женская гамета).

Рисунок 9. Клетки нормального восьмиядерного мешка или Polygonum типа 1) яйцеклетка - n; 2).две синергиды - n; 3) центральное (вторичное) ядро - 2n; 4) три антиподы - n; 5) микропиле

Принцип двойного оплодотворения.

На рыльце пестика пыльцевое зерно прорастает пыльцевой трубкой через микропиле в зародышевый мешок:

один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой развивается зародыш семени (2n),

спермий (n) + яйцеклеткой (n) = зародыш семени (2n)

второй спермий (n) сливается с центральным ядром (2n) и образуется триплоидное ядро (3n), из которого развивается эндосперм семени (3n).

спермий (n) + центральное ядро (2n) = эндосперм семени (3n)

5. Моделирование биосинтеза белка в клетке

Носителем генетической информации, сосредоточенной в ядре клетки, является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК - уникальное химическое соединение, не имеющее аналогов: она способна к самовоспроизведению, отличается стабильностью в пределах жизни клетки и генетической непрерывностью при размножении клеток. Количество ДНК, приходящееся на клетку для организмов одного вида, является величиной постоянной. В соматических клетках количество ДНК в два раза превосходит количество ДНК в ядрах половых клеток. Благодаря чередованию четырех азотистых оснований молекулы ДНК бесконечно разнообразны.

Молекула ДНК - сложный биологический полимер, состоит из более простых соединений - нуклеотидов. В состав нуклеотидов ДНК входят: остаток фосфорной кислоты (Ф), пентозный сахар - дезоксирибоза (Д) и одного из четырех азотистых оснований. Два из них пуриновые - аденин (А), гуанин (Г) и два пиримидиновых - тимин (Т) и цитозин (Ц).

Нуклеотиды называются по входящим в их состав азотистым основаниям и обозначаются начальными буквами их названий.

Молекула ДНК имеет сложную структурную организацию, содержащую две полинуклеотидные цепи. Эти цепи закручены вокруг общей оси в двойную спираль, витки которой если смотреть вдоль оси спирали, идут по часовой стрелке. В основе формирования двойной спирали лежит принцип комплементарности: аденин всегда спаривается с тимином, а гуанин с цитозином. Таким образом, каждая пара связанных оснований содержит по одному пуриновому и одному пиримидиновому основаниям. Такая специфичность определяется структурной конфигурацией оснований и их способностью образовывать водородные связи: аденин и тимин образуют по две (А=Т), а гуанин с цитозином по три водородные связи (ГЦ).

Комплементарность нуклеотидного состава противоположных цепей молекулы ДНК обеспечивает её способность выполнять свои функции по кодированию, сохранению и передаче генетической информации.

Реализация этих функций связана с процессами репликации (удвоение количества ДНК в интерфазе митоза), транскрипции и трансляции.

Сущность репликации состоит в том, что по мере разделения двойной спирали молекул ДНК на последовательно освобождающемся однонитчатом участке каждое пуриновое и пиримидиновое основание притягивает из цитоплазмы комплементарный свободный нуклеотид и удерживает эго с помощью водородных связей.

Расплетение нитей молекулы ДНК происходит с помощью особого белка - геликазы. Оно идет против витков спирали и совершается с огромной скоростью (у бактерий 4800 оборотов в минуту). При освобождении одиночных нитей в местах двойной ДНК образуется репликативная вилка. Одиночные нити становятся «матрицами» на каждой из них синтезируется двойная дочерняя ДНК. Синтез идет при участии ряда ферментов, главную роль среди которых играет ДНК - полимераза. Ее действие определяет рост новой молекулы ДНК в направлении от 5` к 3` на однонитевой матрице.

Транскрипция - перенос информации о последовательности нуклеотидов в ДНК на и-РНК (информационная рибонуклеиновая кислота). Синтез и-РНК осуществляется под действием фермента РНК - полимеразы по принципу комплементарности на структурных генах одной из нитей ДНК, которая является матрицей для синтеза и-РНК.

Рибонуклеиновые кислоты состоят из рибонуклеотидов, в состав которых входят остаток фосфорной кислоты (Ф), сахар рибоза (Р), пуриновые - аденин (А), гуанин (Г) и пиримидиновые - урацил (У) и цитозин (Ц) основания.

В основе проявления наследственных свойств и признаков организмов лежит взаимодействие белковых молекул. Белки - биологические полимеры, мономерами которых являются двадцать аминокислот. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющая последовательность аминокислот в молекуле синтезируемого белка, называется генетическим кодом.

Перенос генетической информации, заключенной в генетическом коде, в цитоплазму к месту синтеза белка, осуществляется информационной РНК. Аминокислоты кодируются триплетами азотистых оснований, составляющими: и-РНК (АДА, АГЦ, УУГ и т.д).

Триплет кодирующих оснований, определяющих включение в полипептидную цепь определенной аминокислоты, называется кодоном. Одна и та же аминокислота может кодироваться несколькими кодонами. Это явление получило название вырожденности кода. Кодоны УАА - охра, УАГ - амбер, УГА - опал являются терминаторами синтеза, т.е. определяют окончание синтеза полипептидной цепи. Кодоны АУГ и ГУГ (только у прокариот) называются инициаторами синтеза.

Для процессов синтеза белка большое значение имеет транспортная РНК (т-РНК). Она также имеет однонитчатую структуру. Имеется 20 разных т-РНК, каждая из которых приносит в рибосому специфическую аминокислоту. Упорядоченность процесса последовательного включения отдельных аминокислот в полипептидную цепь обеспечивается тем, что молекулы т-РНК, несущие данную аминокислоту, имеют аппарат узнавания нужного кодона в молекуле и-РНК. Этот триплет получил название антикодона. Нуклеотиды антикодона комплементарны нуклеотидам и-РНК. При комплементарности антикодона т-РНК с основаниями и-РНК, которая служит матрицей для синтеза белка, аминокислота включается в полипептидную цепь на рибосомах.

Информация, которую несет и-РНК oт ДНК к месту синтеза белка на полирибосому, определяет последовательность аминокислот во всех белках. А процесс переноса генетической информации, реализующейся при синтезе белка, называется трансляция. Пример: Матричная цепочка ДНК имеет следующее чередование нуклеотидов: А - Г - Г - Ц - А - Т - Т - Ц - Г - Ц - Г - А... Произведите репликацию, транскрипцию и трансляцию генетической информации. Как изменится состав и последовательность аминокислот в синтезируемом белке, если в данной цепочке ДНК произойдет мутация - вставка нуклеотида Г между шестым и седьмым нуклеотидами?

Кодоны (триплеты) и-РНК, соответствующие каждой из 20-ти аминокислот, указаны в таблице 2.

Решение задачи:

1. Строим смысловую цепь, комплементарную матричной цепочке ДНК:

Матричная цепь ДНК А - Г - Г - Ц - А - Т - Т - Ц - Г - Ц - Г - А

Смысловая цепь Т - Ц - Ц - Г - Т - А - А - Г - Ц - Г - Ц - Т

2. Производим транскрипцию с матричной цепочки ДНК и, пользуясь генетическим кодом, - трансляцию:

ДНК - матрица А - Г - Г - Ц - А - Т - Т - Ц - Г - Ц - Г - А и-РНК У - Ц - Ц - Г - У - А - А - Г - Ц - Г - Ц - У

Белок: серин - валин - серин - аланин

3. Если произойдет вставка нуклеотида Г между шестым и седьмым нуклеотидами в ДНК, то изменится и-РНК. В соответствии с этим изменится состав и последовательность аминокислот в молекуле белка:

ДНК - матрица А - Г - Г - Ц - А - Т - Г - Т - Ц - Г - Ц - Г - А и-РНК У - Ц - Ц - Г - У - А - Ц - А - Г - Ц - Г - Ц - У

Белок: серин - валин - глутамин - аргинин

Таблица 2 - Генетический код

Аминокислоты	Кодоны
	1	2	3	4	5	6
Фенилаланин	УУУ	УУЦ
Лейцин	УУА	УУГ	ЦУУ	ЦУЦ	ЦУА	ЦУГ
Изолейцин	АУУ	АУЦ	АУА
Метионин	АУГ
Валин	ГУУ	ГУЦ	ГУА	ГУГ
Серин	УЦУ	УЦЦ	УЦА	УЦГ	АГУ	АГЦ
Пролин	ЦЦУ	ЦЦЦ	ЦЦА	ЦЦГ
Треонин	АЦУ	АЦЦ	АЦА	АЦГ
Аланин	ГЦУ	ГЦЦ	ГЦА	ГЦГ
Тирозин	УАУ	УАЦ
Гистидин	ЦАУ	ЦАЦ
Глутамин	ЦАА	ЦАГ
Аспарагин	ААУ	ААЦ
Аспарагиновая кислота	ГАУ	ГАЦ
Лизин	ААА	ААГ
Глутаминовая кислота	ГАА	ГАГ
Цистеин	УГУ	УГЦ
Триптофан	УГГ
Аргинин	ЦГУ	ЦГЦ	ЦГА	ЦГГ	АГА	АГГ
Глицин	ГГУ	ГГЦ	ГГА	ГГГ
Охра	УАА*
Амбер	УАГ
Опал	УГА

клеточный хромосома цитологический наследственность

6. Моделирование наследования менделирующих признаков

Моногибридное скрещивание. Основы генетической символики были заложены Г. Менделем, который для обозначения признаков применял буквенное обозначение. Доминантные признаки (гены) были обозначены заглавными буквами латинского алфавита А, В, С и т.д., рецессивные - прописными буквами а, в, с и т.д. Буквенная символика, предложенная Г. Менделем, позволила в алгебраической форме выразить законы наследования признаков.

Для обозначения скрещиваний принята следующая символика. Родители обозначаются латинской буквой Р, затеи рядом записывают их генотипы. Венский пол обозначают +, мужской - >. Между родителями ставят знак "х", обозначающий скрещивание. Генотип материнской особи пишут на первом месте, а отцовской - на втором.

При генетическом анализе скрещивания ниже генотипов родителей выписывают все типы гамет. Первое поколение обозначается F1 (filialis- дети), второе поколение - F2 и т.д. Рядом записывают генотипы потомков. Потомство от скрещивания двух особей с различными признаками называют гибридным, а отдельную особь - гибридом.

Факторы наследственности получили название генов. Совокупность генов, характеризующих данный организм, составляет его генотип. Признаки, определяемые генотипом, есть фенотип организма. Гены могут существовать в двух (или более) состояниях, т.е. один и тот же ген может по- разному влиять на проявление признака (фенотип). Эти состояния генов называется аллелями или аллельными генами. Организмы, содержащие две одинаковые аллели, называются гомозиготными или гомозиготами (АА или аа). Гириды, клетки которых имеет две различные аллели, именуются гетерозиготными или гетерозиготами (Аа). Соматические клетки организма несут по два аллельных гена, а половые клетки - гаметы из пары аллельных генов получают только один ген.

Эффект проявления у гибридов одного из двух контрастирующих (альтернативных) признаков Г.Мендель назвал доминированием, а сам признак - доминантным. Признак, не обнаруживавшийся у гибридов первого поколения, получил название рецессивного. В связи с этим, доминантным геном считают тот, который контролирует развитие доминантного признака, а рецессивным геном тот, который контролирует развитие рецессивного признака.

Для сокращения записи фенотипа пользуются фенотипическим радикалом - это та часть генотипа, которая определяет фенотип. Фенотипический радикал доминантного признака имеет вид А- , т.к. для того чтобы проявился доминантный признак, достаточно присутствие одной доминантной аллели, а вместо второй - доминантной или рецессивной, можно поставить прочерк. Фенотипический радикал рецессивного признака содержит обе рецессивных аллели аа, т.к. для проявления рецессивного признака рецессивный ген должен находиться в гомозиготном состоянии.

Скрещивание, при котором родители отличаются по одной паре альтернативных признаков, называется моногибридным. Анализ результатов скрещивания начинают с определения генотипов родителей. Родители имеют два идентичных доминантных или рецессивных гена, поскольку представляет собой нерасщепляющиеся константные линии.

Для анализа ожидаемых результатов F2 заполняют решетку Пеннета. По левой вертикали располагаются женские гаметы, по верхней горизонтали - мужские.

Таблица 3

+/ >	А	а
А	АА	Аа
а	Аа	аа

В F2 наблюдается расщепление и по генотипу и по фенотипу. Расщепление по генотипу: 1АА : 2Аа : 1аа.

АА - гомозигота доминантная, Аа - гетерозигота, аа - гомозигота рецессивная.

Расщепление по фенотипу: 3А- - доминантный признак : 1аа -рецессивный признак.

Приведенная схема поясняет первый и второй законы Менделя:

1. Закон единообразия гибридов первого поколения.

2. Закон расщепления гибридов второго и последующих поколений.

Пример: От скрещивания двух сортов овса, один из которых раннеспелый, а другой позднеспелый, в F1 получили 93 растения (все они были раннеспелыми). В F2 было получено 804 растения.

1. Сколько типов гамет может образовать растение позднеспелого сорта?

2. Сколько типов мужских гамет может образовать растение F1?

3. Сколько генотипических классов может быть в F2?

4. Сколько растений F2 будут раннеспелыми?

5. Сколько позднеспелых растений F2 будут давать нерасщепляющееся потомство?

По характеру проявления признака у гибрида F1 устанавливаем доминирование раннеспелости.

F2 1АА:2Аа:1аа

В F2 наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу. Расщепление по генотипу: 1АА:2Аа:1аа; АА - гомозигота доминантная, Аа - моногетерозигота, аа - гомозигота рецессивная.

Расщепление по фенотипу: 3А - доминантный признак (раннеспелый); 1аа - рецессивный признак (позднеспелый).

Ответы:

1. Растение позднеспелого сорта (аа) образует один тип гаметы

2. Растение F1 (Аа) может образовать 2 типа мужских гамет

3. В F2 может быть три генотипических класса: 1АА:2Аа:1аа; АА - гомозигота доминантная, Аа - гетерозигота, аа - гомозигота рецессивная.

4. В F2 раннеспелыми будут 603 растения.

5. 201 позднеспелое (аа) растение F2 будет давать нерасщепляющееся потомство.

7. Дрозофила как объект изучения закономерностей наследственности и изменчивости

Ряд разделов генетики хромосомная теория наследственности наследование пола, множественный аллелизм, мутагенез и др. - разработаны на дрозофиле (плодовой, или уксусной, мухе). Дрозофила - удобный объект для теоретических исследований. Она легко размножается в лабораторных условиях, имеет короткий цикл развития, плодовита, обладает четко выраженными морфологическими признаками. Благодаря большому числу спонтанных и индуцированных мутантных рас часто характеризующихся четким проявлением измененных признаков и небольшому числу хромосом она может служить удобным модельным объектом при проведении лабораторных занятий со студентами.

Биология развития дрозофилы. Дрозофила (Drosophila melanogaster) небольшая серая муха, длина тела которой около 3 мм, с ярко- красными глазами, нормально развитыми крыльями, превышающими длину тела. Питается ферментируемыми фруктами или овощами. В лаборатории ее разводят на специальной питательной среде.

Яйцо дрозофилы длиной около 0,5 мм, снабжено двумя отростками, при помощи которых оно держится на поверхности среды. Самки складывают яйца вскоре после оплодотворения. В благоприятных условиях каждая самка откладывает до 50-80 яиц в сутки, а всего в течение 3-4 суток она может отложить более 200 шт.



Рисунок 10. 1- самка, 2- самец

В соматических клетках дрозофилы содержится 4 пары хромосом. Первая пара - половые хромосомы. У самки они представлены одинаковыми палочковидными хромосомами, обозначаемыми XX, а у самца половые хромосомы имеют различное строение. Одна половая хромосома гомологична Х-хромосоме самки, другая - заметно отличается от нее и обозначается Y-хромосома. Аутосомы - (обычные неполовые хромосомы) II и III пары представлены относительно крупными V-образными хромосомами, IV пара -- мелкие шаровидные хромосомы.

Рисунок 11. Диплоидные наборы хромосом дрозофилы А-самца; В - самки; I II III IV - пары гомологичных хромосом



Рисунок 12. Политенные хромосомы дрозофилы

Удобный объект для изучения функциональной морфологии хромосом - политенные хромосомы слюнных желез. Длина политенной хромосомы приблизительно в 150 раз больше обычной метафазной. Политенные хромосомы образовались в результате многократной (6-15 раз) репликации без расхождения хроматид и состоят из 1024-2048 нитей, благодаря чему в них четко проявляются специфическое для каждой хромосомы расположение и чередование интенсивно окрашенных поперечных полос (дисков). Эти диски образованы соответствующими хромомерами многих хроматид.

У дрозофилы наиболее часто мутационным изменениям подвергаются такие признаки, как форма и окраска глаз, форма и характер развития крыльев, окраска тела, строение и число щетинок.

Таблица 4 - Мутанты, рекомендуемые для занятий

Мутант	Обозначение гена	Доминантный или рецессивный признак	В какой хромосоме локализован	Характерные отличия от мух дикого типа	Для каких исследований рекомендуется использовать
Vestigial (вестиджел)	vg	рецессивный	II	Недоразвитые крылья	Моно- и дигибридное скрещивание
Brawn (браун)	bw	рецессивный	II	Коричневые глаза	Моно- и дигибридное скрещивание
Ebony (эбони)	e	рецессивный	II	Черная окраска тела	Моно- и дигибридное скрещивание, комплементарность
Black (блэк)	b	рецессивный	II	Черная окраска тела	Моно- и дигибридное скрещивание, комплементарность
White (вайт)	w	рецессивный	I	Белые глаза	Наследование признаков с цепленным с полом
Yellow (еллоу)	y	рецессивный	I	Желтая окраска тела	Наследование признаков с цепленным с полом, кроссинговер
Black- vestigial	bvg	рецессивный	II	Черная окраска тела, недоразвитые крылья	кроссинговер

8. Типы скрещиваний

1. Реципрокные (взаимные) скрещивания - это такая пара скрещиваний, в которых организмы с доминантными и рецессивными признаками используются и как отцовские, и как материнские.

Например: + АА х > аа прямое скрещивание.

+ аа х > АА обратное скрещивание.

Генотипы гибридов и в прямом и в обратном скрещиваниях одинаковы - Аа. Возможные различия в проявлении признака у таких гибридов объясняют влиянием материнской цитоплазмы.

2. Возвратные скрещивания или беккроссы - это скрещивания гибрида первого поколения с формой, несущей данную пару аллелей (доминантных или рецессивных) в гомозиготном состоянии. Потомство от возвратных скрещиваний обозначают Fв.

Расщепление по генотипу 1AA:1Аа. Расщепление по фенотипу отсутствует, т.к. фенотипический радикал имеет вид А-, а все потомки Fв имеют доминантный признак.

Такие скрещивания применяют, когда хотят усилить в гибриде проявление признаков, какой либо родительской формы. Особенно широко используют их в современной селекции при выведении сортов устойчивых к болезням.

Анализирующими называют такие скрещивания, когда какое либо растение гибридного поколения скрещивают с рецессивной гомозиготной по этому же гену исходной родительской формой. С помощью анализирующего скрещивания можно проверить генотип организма неизвестного происхождения.

Такой характер расщепления в анализирующем скрещивании подтверждат, что гетерозиготные организмы продуцируют два типа гамет (по одной паре аллелей) в равном количестве.

Для моделирования моногибридного наследования необходимо знание принципов наследственности и законов моногибридного наследования.

Пример: От скрещивания двух сортов овса, один из которых раннеспелый, а другой позднеспелый, в F1 получили 93 растения (все они были раннеспелыми). В F2 было получено 804 растения.

1. Сколько типов гамет может образовать растение позднеспелого сорта?

2. Сколько типов мужских гамет может образовать растение F1?

3. Сколько генотипических классов может быть в F2?

4. Сколько растений F2 будут раннеспелыми?

5. Сколько позднеспелых растений F2 будут давать нерасщепляющееся потомство?

По характеру проявления признака у гибрида F1 устанавливаем доминирование раннеспелости.

А - раннеспелый, аа - позднеспелый.

Записываем схему скрещивания:

Р +АА х >аа

генотип - гетерозигота, фенотип - раннеспелый

Для того, чтобы получить гибриды F2, следует скрестить между собой гибриды F1:

+Аа х >Аа

F2 1АА:2Аа:1аа.

В F2 наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу. Расщепление по генотипу: 1АА:2Аа:1аа; АА - гомозигота доминантная, Аа - моногетерозигота, аа - гомозигота рецессивная.

Расщепление по фенотипу: 3А - доминантный признак (раннеспелый); 1аа - рецессивный признак (позднеспелый).

Ответы:

1. Растение позднеспелого сорта (аа) образует один тип гаметы

2. Растение F1 (Аа) может образовать 2 типа мужских гамет

3. В F2 может быть три генотипических класса: 1АА:2Аа:1аа; АА - гомозигота доминантная, Аа - гетерозигота, аа - гомозигота рецессивная.

4. В F2 раннеспелыми будут 603 растения.

5. 201 позднеспелое (аа) растение F2 будет давать нерасщепляющееся потомство.

9. Модедирование ди- и полигибридного наследования

Скрещивание особей, различающихся по многим признакам, называется полигибридным. Если скрещиваемые особи различаются по двум парам альтернативных признаков, то скрещивание называется дигибридным, по трем парам - тригибридным. При более сложных полигибридных скрещиваниях конкретно для каждого случая скрещивания указывают количество пар альтернативных признаков, по которым различаются скрещиваемые особи.

Развитие пары альтернативных признаков определяется парой аллельных генов. Гены, контролирующие формирование признаков, относящихся к разным альтернативным парам, называются неаллельными. Неаллельные гены локализованы в разных локусах хромосом.

Неаллельные гены, которые контролируют признаки, наследование которых подчиняется законам Менделя - менделирующие признаки, находятся в разных парах гомологичных хромосом. Отсюда вытекает очень важное следствие:

n - число пар альтернативных признаков (аллельных генов) не может быть больше числа пар гомологичных хромосом или гаплоидного числа хромосом данного вида.

Неаллельные гены обозначают разными буквами:

A, а - гены одной аллельной пары;

В, в - гены другой аллельной пары и т.д.

При полигибридном скрещивании количество типов генотипов возрастает пропорционально числу пар аллельных генов, контролирующих альтернативных признаков. Наряду с гомозиготами, моногетерозиготами появляются дигетерозиготы - АаВв, тригетерозиготы - АаВвСс и более сложные полигетерозиготы: АаВвСсДд - тетрагибрид, АаВвСсДдЕе - пентагибрид и т.д.

Наиболее сложным при анализе результатов полигибридного скрещивания является выписывание гамет. Количество типов гамет определяется двумя условиями, вытекающими из поведения хромосом в мейозе:

- гомологичные хромосомы обязательно попадают в разные гаметы;

- равновероятно также, что каждая из них может попасть в ядро гаметы с любой негомологичной хромосомой.

Отсюда вытекает, что число возможных комбинаций генов при образовании гамет будет 2n, где n - число пар аллельных генов, входящих в данный генотип в гетерозиготном состоянии.

На основании приведенных выше условий построен следующий прием, позволяющий выписывать гаметы. Например, написание типа гамет для ди- и тригетерозиготы:

Для определения характера расщепления гибридов в F2 можно пользоваться решеткой Пеннета. При этом гаметы материнской особи записывают по вертикали, а отцовской - по горизонтали, на пересечении которых в клетках решетки записывают генотипы гибридов и соответствующие им фенотипы.

При анализе расщепления в F2 по фенотипу удобно пользоваться фенотипическим радикалом. Частота встречаемости фенотипа определяется 3n, где n - число доминантных генов в фенотипическом радикале. Рассмотрим расщепление в F2 по фенотипу на примере дигибридного скрещивания у гороха: желтая окраска (А) и гладкая поверхность (В) семян - доминантные признаки.

32 = 9А-В- З1 = ЗА - вв З1 = ЗааВ- 3° = 1аавв

семена желтые желтые зеленые зеленые

гладкие морщинистые гладкие морщинистые

На основании записи фенотипического радикала можно определить расщепление по генотипу, вписывая вместо прочерка доминантный или рецессивный аллель.

Частота встречаемости генотипа равна 2n, где n - степень гетерозиготности.

Фенотипический радикал Генотип

9А-В- 20 = 1ААВВ - гомозигота

21= 2АаВВ - моногетерозигота 21= 2ААВв - моногетерозигота

22 = 4АаВв - дигетерозигота

3А-вв 20= 1ААвв - гомозигота

21= 2Аавв - моногетерозигота

3ааВ- 20 = 1aaBB - гомозигота

21 = 2ааВв - моногетерозигота

1аавв 20 = 1аавв - гомозигота

В случае тригибридного скрещивания формула фенотипического радикала в F2 будет следующей:

27А-В-С-: 9А-В-сс : 9А-ввС- : 9ааВ-С- : 3А-ввсс : 3ааВ-сс : 3ааввС- :1ааввсс.

Из анализа характера расщепления в F2 при ди- и полигибридном скрещивании вытекает третий закон Г. Менделя - закон независимого комбинирования генов и признаков.

Разные пары признаков, гены которых локализованы в негомологичных хромосомах, наследуются независимо друг от друга, давая всевозможные сочетания.

Вернемся к нашему примеру: в F2 соотношение растений с желтой и зеленой окраской семян составило 12:4 такое же соотношение будет для растений с гладкой и морщинистой поверхностью семян. Если мы разделим обе части этого соотношения на 4, то получим - 3:1, т.е. каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведет себя так же, как в моногибридном скрещивании. А расщепление при дигибридном скрещивании формируется, как результат комбинирования расщеплений по каждой паре признаков (3:1) х (3:1).

Если аналогичному анализу подвергнуть расщепление по генотипу, то мы увидим, что расщепление по аллели А-а, и по аллели В-в будет 4:8:4, а после сокращения 1:2:1

1АА : 2Аа : 1аа 1ВВ : 2 Вв : 1вв,

т.е. такое же, как при моногибридном скрещивании: каждая пара аллелей при расщеплении в потомстве ведет себя независимо от другой аллельной пары. А расщепление по генотипу при дигибридном скрещивании формируется как результат комбинирования расщеплений по каждой аллельной паре: (1:2:1) х (1:2:1) = 1:2:1:2:4:2:1:2:1 или в более удобной форме записи: 1:1:1:1:2:2:2:2:4.

Третий закон Г.Менделя позволяет сформулировать общее положение расщепления в F2 для полигибридного скрещивания:

Число образующихся типов гамет F1 2n

Число возможных комбинаций гамет 4n

Число классов по фенотипу 2n

Число классов по генотипу 3n

Расщепление по фенотипу (3:1)n

Расщепление по генотипу (1:2:1)n

где n - число пар признаков, по которым различаются родители.

Для моделирования ди- и полигибридного наследования необходимо четко представлять закономерности независимой комбинаторики разных аллельных генов.

Пример: У томатов две пары признаков - высокий и низкий стебель, красная и желтая окраска плодов наследуется независимо. Гомозиготное растение с высоким стеблем и красными плодами было скрещено с гомозиготным растением, имеющим низкий стебель и желтые плоды. В f1 было получено 18 растений, которые имели высокий стебель и красные плоды. В F2 было получено 144 растения.

1.Сколько разных фенотипов может быть в F2?

2.Сколько растений в F2 могут иметь низкий стебель и красные плоды?

3.Сколько растений F2 могут иметь низкий стебель и желтые плоды?

4. Сколько разных генотипов может быть в F2?

5. Сколько растений F2 будут иметь оба доминантных признака?

Прежде чем перейти к решению задачи, следует вспомнить о случайном расхождении гомологичных хромосом в мейозе в дочерние клетки: любая гомологичная хромосома данной пары может с равной вероятностью в анафазе отойти к одному или другому полюсу. Но если одна из них отходит к одному полюсу, то вторая - обязательно к другому. При этом гомологичные хромосомы каждой пары ведут себя независимо по отношению к хромосомам других пар, поэтому в гаметах возможны различные перекомбинации хромосом.

При решении задачи следует соблюдать такую последовательность:

1. Записываем условные обозначения генов:

А - ген высокорослослости стебля,

а - ген низкорослости стебля,

В - ген красной окраски плодов,

в - ген желтой окраски плодов.

2. Записываем генотипы родителей в соответствии с условием задачи и составляем схему скрещивания:

Р +ААВВ х >аавв

генотип гомозигота по обеим гомозигота по обеим

парам доминантных генов парам рецессивных генов

фенотип высокий стебель низкий стебель

красные плоды желтые плоды

гаметы Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

F1 АаВв

генотип дигетерозигота

фенотип высокий стебель, красные плоды

Самоопыление растений F1:

Р +АаВв х >АаВв

гаметы Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

3. Заполним таблицу Пеннета и определим типы зигот, которые могут сформироваться при оплодотворении:

Таблица 5

>/+	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВв
Ав	ААВв	ААвв	АаВв	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааВВ	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

4. Выписываем все типы зигот и определяем генотипы и фенотипы гибридов:

Таблица 6

Тип зигот	Количество	Генотип	Фенотип
ААВВ	1	Гомозигота по двум парам доминантных генов	Высокий стебель, красные плоды
ААВв	2	Гомозигота по первой паре доминантных генов и гетерозигота по втор...

Подобные документы

• Активность клетки и понятие генетики

  Авторегуляция химической активности клетки, раздражимость и движение клетки. Основные законы генетики, природа и материальная основа гена и генотипа. Примеры цитоплазматической наследственности, генетика и эволюционная теория Дарвина, основные факторы.
  
  реферат [18,0 K], добавлен 13.10.2009
  

• Основы биологических знаний

  История становления и современное состояние клеточной теории. Биосинтез белка. Формы полового и бесполого размножения, их биологическое значение. Жизненный цикл паразитов. Этапы происхождения жизни на Земле. Строение и виды хромосом. Норма реакции.
  
  курсовая работа [51,9 K], добавлен 19.05.2010
  

• Биология клетки. Размножение. Закономерности наследственности и изменчивости

  Элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая система. Клеточная теория. Типы клеточной организации. Особенности строения прокариотической клетки. Принципы организации эукариотической клетки. Наследственный аппарат клеток.
  
  контрольная работа [47,7 K], добавлен 22.12.2014
  

• Лауреаты Нобелевской премии в области генетики

  Ученые, которым была присуждена Нобелевская премия за выдающиеся достижения в сфере генетики. Открытие Морганом функций хромосом как носителей наследственности. Расшифровка генетического кода Жакобом. Исследование механизма онкогенных вирусов Дульбекко.
  
  реферат [41,6 K], добавлен 29.09.2012
  

• Основы генетики

  Этапы развития генетики как науки и вклад отечественных ученых в ее развитие. Гибридологический метод Менделя. Хромосомная теория наследственности Моргана. Мутации как нарушения последовательности чередования нуклеиновых оснований в структуре гена.
  
  реферат [36,0 K], добавлен 16.01.2012
  

• История генетики

  История развития генетики как науки. Ее основные положения. В основе генетики лежат закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г. Менделем при проведении им серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Генная инженерия.
  
  контрольная работа [32,1 K], добавлен 16.06.2010
  

• Физиология размножения

  Необходимые условия размножения. Сроки полового созревания у различных видов животных. Элементы и функции полового аппарата самцов, периоды сперматогенеза. Схема яичника у самки и овулярный цикл. Особенности процессов оплодотворения, беременности и родов.
  
  презентация [286,8 K], добавлен 05.12.2013
  

• Генетика. Мейоз

  Мейоз как один из ключевых механизмов наследственности и изменчивости. Биологическое значение мейоза: поддержание постоянства кариотипа в ряду поколений, обеспечение рекомбинации хромосом и генов. Законы Грегора Менделя как основа классической генетики.
  
  презентация [3,3 M], добавлен 15.04.2014
  

• Плесневые грибы

  Особенности питания и строения грибов как отдельной группы микроорганизмов. Рост гифов гриба и строение клеточной стенки гифа (липиды, хитин). Характеристика способов размножения грибов: вегетативное, почкообразование, спорообразование, деление клетки.
  
  презентация [665,0 K], добавлен 25.02.2015
  

• Хромосомная теория наследственности

  Выявление параллелизма в поведении генов и хромосом в ходе формирования гамет и оплодотворения. Понятие генетической рекомбинации, исследование явления на дрозофилах, проведенное Т. Морганом. Основные положения хромосомной теории наследственности.
  
  презентация [582,2 K], добавлен 28.12.2011
  

• Биосинтез белка

  Характеристика биосинтеза как процесса образования органических веществ, происходящего в клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур. Участники биосинтеза белка. Синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. Роль и значение рибосом.
  
  презентация [2,3 M], добавлен 21.12.2013
  

• Структура и функции генов

  Понятие "ген", развитие представлений о нем, раскрытие фундаментального понятия современной генетики. Структура генов и генетическая информация о первичной структуре белка. Структурные гены, характеризующиеся уникальными последовательностями нуклеотидов.
  
  реферат [167,3 K], добавлен 29.09.2009
  

• Размножение и индивидуальное развитие организмов

  Митотическое деление клетки, особенности ее строения. Митоз как универсальный способ деления клеток растений и животных. Постоянство количества и индивидуальность хромосом. Продолжительность жизни, старение и смерть клеток. Формы размножения организмов.
  
  реферат [22,8 K], добавлен 07.10.2009
  

• Открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности

  Изучение эксперимента на мухе дрозофиле для исследования наследственности и изменчивости видов. Перепрограммирование соматических клеток. Принцип применения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Метод переноса ядра соматической клетки в ооцит.
  
  курсовая работа [705,9 K], добавлен 02.04.2015
  

• Деление и онтогенез клетки

  Ядро эукариотической клетки. Клетки, имеющие более двух наборов хромосом. Процесс деления у эукариот. Объединенные пары гомологичных хромосом. Онтогенез растительной клетки. Процесс разъединения клеток в результате разрушения срединной пластинки.
  
  реферат [759,3 K], добавлен 28.01.2011
  

• Генетика и селекция рыб

  Наследственная и ненаследственная изменчивость, основные причины их проявления. Сперматогенез и овогенез у животных. Значение кариологии и генетики рыб для селекции. Почему в результате митоза возникают дочерние клетки с идентичным набором хромосом.
  
  контрольная работа [105,6 K], добавлен 02.10.2014
  

• Хромосома как носитель наследственной информации

  Хромосомная теория наследственности. Генетический механизм определения пола. Поведение хромосом в митозе и мейозе. Классификация хромосом, составление идиограммы. Методы дифференциальной окраски хромосом. Структура хромосом и хромосомные мутации.
  
  реферат [32,7 K], добавлен 23.07.2015
  

• Цитология и клеточная теория

  Цитология как наука о клетках – структурных и функциональных единицах почти всех живых организмов. Основные положения клеточной теории. Открытие клетки. Основные свойства живых клеток. Открытие закона наследственности. Достижения современной цитологии.
  
  контрольная работа [1,5 M], добавлен 28.10.2009
  

• Химический состав клетки

  Изучение клеточной теории строения организмов, основного способа деления клеток, обмена веществ и преобразования энергии. Анализ признаков живых организмов, автотрофного и гетеротрофного питания. Исследование неорганических и органических веществ клетки.
  
  реферат [39,6 K], добавлен 14.05.2011
  

• Клеточный уровень организации живой материи. Структурно-функциональная организация клетки

  История изучения клетки. Открытие и основные положения клеточной теории. Основные положения теории Шванна-Шлейдена. Методы изучения клетки. Прокариоты и эукариоты, их сравнительная характеристика. Принцип компартментации и поверхность клетки.
  
  презентация [10,3 M], добавлен 10.09.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам