Наследственность и изменчивость древесных растений. Наследственность растений

Наследственность растений

Определение наследственности как свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность поколений, определённый план строения и характер их индивидуального развития, а также норму реакции на условия внешней среды приводится в работе А. Я. Любавской "Лесная селекция и генетика" (1982). Такое понятие включает учение о наследственности как основном свойстве живых существ воспроизводить себе подобных в системе поколений. Оно указывает, что наследственность является итогом исторического развития предков, представленного программой индивидуального развития особей. Наследственность рассматривается как свойство, как вещество и как взаимоотношение определенных биологических структур между собой и внешней средой. Преемственность поколений, и есть наследственность. Учение о наследственности неразрывно связано с именем Г. Менделя, открывшего дискретность наследственных факторов. Он разработал метод генетического анализа, при помощи которого была раскрыта материальная природа факторов наследственности.

В первом десятилетии ХХ в. Учение о наследственности утверждалось на основе многочисленных опытов с растениями, животными и микроорганизмами. Многообразие и сложность явлений наследственности требовали более совершенных методов исследований. Хромосомная теория наследственности, созданная Т. Морганом в 1910 г., утвердила материалистическую сущность генетики и показала, что ген представляет собой материальную структуру в хромосомах ядра клетки.

Важнейшим событием в изучении наследственности в период 1944-1953 гг. явились результаты исследований, доказавших, что не белок, а молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), входящей в состав хромосом, несут в себе запись (код) генетической информации.

В результате структурного анализа молекулы ДНК оказалось, что сущность наследственности заключена в воспроизведении процессов материального взаимодействия молекул закодированной структуры генетической информации ДНК и белков в сложной, постоянно развивающейся системе живого организма. Живое отличается от не живого способностью воспроизводить себе подобное. Это возможно только потому, что живая система несёт в себе закодированную в молекулярных структурах генетическую информацию, программирующую воспроизведение. Без этой информации, т.е. без наследственности, не может быть жизни.

Таким образом, ген, как единица наследственности, определяет отдельный элементарный признак, который в свою очередь может отражать структуру белковой молекулы. При изучении наследственности как одного из свойств живого организма различают два понятия: наследственность и наследование. В понятие наследственности входит свойство генов детерминировать построению специфической молекулы, развитие признаков и план строения организма. Наследование отражает процесс передачи задатков наследственно детерминированных признаков и свойств организма от одного поколения к другому при размножении.

Открытие Г. Менделем явлений доминирования, расщепления и независимого комбинирования признаков относится к закономерностям наследования.

Наследственность изучается на разных уровнях организации живой материи: молекулярном, хромосомном, клеточном, организменном и популяционном (Любавская, 1982).

Главными клеточными структурами, ответственными за сохранение и передачу по наследству специфических видовых признаков, являются ядро и содержащиеся в нем хромосомы. Комплекс хромосом в клетке называется хромосомным набором. Различают два основных типа хромосомных наборов: гаплоидный и диплоидный. Гаплоидный (одиночный) набор имеют клетки гаметофита (включая половые клетки), он обозначается буквой п. Диплоидный набор образуется в процессе оплодотворения и состоит из двух гаплоидных наборов – материнского и отцовского. Буквенное обозначение его-2п.

Число хромосом в вегетативных (соматических) клетках различных видов растений может варьировать, но для клеток одного вида, за редким исключением, оно остаётся постоянным. Разные виды организмов различаются между собой не только числом хромосом в наборе, но и их индивидуальной морфологией. Когда говорят о морфологии хромосом, то чаще всего имеют в виду метафазные хромосомы. На стадии метафазы и ранней анафазы митоза и мейоза легче всего определяются форма и размеры хромосом. В это время они имеют вид нитей или палочек, округлых в сечении (Тренин, 1988). При описании отдельных хромосом обычно указывают на следующие признаки: размер хромосомы и ее отдельных частей, наличие и местоположение первичных и вторичных перетяжек, присутствие спутника хромосомы. Совокупность всех морфологических признаков (включая и число хромосом), по которым возможна идентификация данного хромосомного набора, называется кариотипом.

Форма каждой хромосомы определяется положением первичной перетяжки, где располагается центромера. Кроме первичной перетяжки хромосомы могут иметь вторичные перетяжки.

Кариотип является одной из характеристик того или иного вида растений. Особенности кариотипа наряду с другими признаками учитываются при решении сложных проблем эволюции и систематики растений. В лесной генетики и селекции кариотипический анализ необходим при оценке причин не скрещиваемости.

Вторичные перетяжки являются для хвойных растений важным морфологическим признаком кариотипа (Царёв и др., 2000).

В диплоидном наборе хромосом лиственницы сибирской характерны две однородные группы, объединяющие I-YI (метацентрические) и YII-XII (субметацентрические) пары. В группе неравноплечих хромосом наблюдаются вторичные перетяжки у III-IY пар. Наибольшая частота встречаемости вторичных перетяжек приходиться на II-III пары хромосом.

Среди видов лиственницы наиболее значительным кариологическим полиморфизмом отличается лиственница Гмелина. У этого вида выявлены различные хромосомные аномалии, частота встречаемости которых увеличивается у границ ареала. У лиственницы Гмелина из Забайкалья впервые для рода Larix Е. Н. Муратовой (1991) обнаружены добавочные хромосомы.

Виды лиственницы легко скрещиваются между собой. Неоднократно отмечались гетерозисные гибриды, отличающиеся более быстрым ростом в сравнении с родительскими видами или отдельными особями одного вида.

Лиственница – дерево однодомное, ветроопыляемое. Цветет лиственница сибирская одновременно с распусканием хвои в мае. Женские и мужские стробилы располагаются по всей кроне на одних и тех же ветках.

Характерной отличительной чертой лиственницы является отсутствие воздушных мешков, борозд и пор. Зерно диаметром 75-96 мкм. Экзина тонкая, гладкая, двухслойная. Интина очень толстая, примерно в три раза толще экзины. При выходе пыльцевых трубок пыльца лопается в любом месте (Круклис, 1971).

По данным М. В. Круклиса и Л. И. Милютина (1977) сравнительно-кариологические методы исследования показали, что исходные виды лиственниц имеют диплоидное число хромосом, равное 24 (2n=24). Полиплоидных форм ни у лиственницы даурской, ни у лиственницы сибирской не обнаружено. На основании относительной длины и центромерного индекса хромосомы лиственниц можно разделить на две группы гомеоморфных хромосом. Шесть пар хромосом являются метацентрическими, или равноплечими, с медианной центромерой (I-VI), остальные шесть (VII-XII) – акроцентрическими, или неравноплечими, с субтерминальной центромерой. В результате исследования установлено, что кариотипы лиственниц даурской и сибирской во многом сходны как по величине хромосом, так и по морфологии. Сравнительно – кариологический анализ проводился на проростках семян, собранных в разных пунктах ареала лиственниц даурской и сибирской. Различий в морфологии хромосом в пределах изученной части ареала вида не установлено, отмечается только некоторая вариация общей длины хромосом диплоидного набора.

Так, у лиственницы даурской средняя суммарная длина диплоидного набора наибольшая в северной популяции (185,3 + 5,95 мк) и несколько меньше в Забайкалье (166,2 + 4,98 мк). У лиственницы сибирской такая закономерность нарушена, вероятно, вследствие того, что самая южная из включенных в исследование популяция расположена в горах на значительной высоте над уровнем моря. В целом же общая длина хромосом диплоидного набора в выборках, оптимальных по степени спирализации, у лиственницы даурской характеризуется величиной, равной 174,3 + 4,61 мк, а у лиственницы сибирской – 159,3 + 3,58 мк.

Изучение хромосомных наборов лиственниц даурской и сибирской позволило установить, что у этих видов в группе метацентрических хромосом наблюдаются вторичные перетяжки, число и локализация которых сравнительно постоянны. При расположении гомеоморфных хромосом этой группы в порядке уменьшения их величины обнаруживается, что вторичные перетяжки наиболее часто локализуются на более коротких плечах III и IV "хромосомных пар". Если составить отношение количества акроцентрических хромосом с вторичной перетяжкой к общему количеству хромосом этой группы с учетом наличия вторичной перетяжки у одной пары гомологов, получим отношение 1: 6. Такое расхождение полученных результатов с ожидаемыми объясняется, по-видимому, тем, что хромосомы с вторичной перетяжкой проявляют значительную фенотипическую изменчивость и не могут быть постоянно идентифицированы. У лиственниц, как и у многих других видов, не обнаружено существенных отклонений в числе и локализации вторичных перетяжек, и для большинства кариологически изученных видов различия в числе и локализации вторичных перетяжек на данном уровне исследования являются единственным отличием их кариотипов.

biofile.ru

наследственность растений - это... Что такое наследственность растений?

1. hérédité desplantes

наследственность растенийСвойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития.[ГОСТ 20081-74]

Тематики

• семеноводство

Обобщающие термины

• первичное семеноводство

EN

DE

FR

Русско-французский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

• наследственность (в строит. материалах)
• насос

Смотреть что такое "наследственность растений" в других словарях:

• наследственность растений — Свойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития. [ГОСТ 20081 74] Тематики семеноводство Обобщающие термины первичное семеноводство EN plant heredity DE Vererbung bei Pflanzen FR hérédité desplantes …   Справочник технического переводчика

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, явление передачи потомству материальных факторов, определяющих развитие признаков организма в конкретных условиях среды. Задачей изучения Н. является установление закономерностей в возникновении, свойствах, передаче и… …   Большая медицинская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — передача прямым потомкам родительских свойств. Осуществляется благодаря непрерывности зародышевой плазмы: в то время как из одной части ее образуется тело нового индивида, др. часть продолжает свое существование в зародышевых клетках (яйцеклетках …   Философская энциклопедия

• Наследственность (биол.) — Наследственность, присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки, содержащих… …   Большая советская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, передача физических и других характеристик от одного поколения растений или животных к следующему. Такие характеристики, как синие глаза и рыжие волосы, могут быть индивидуальны, а другие, такие как вертикальная осанка и наличие …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Наследственность — I Наследственность присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, т. е. морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ и характера их индивидуального… …   Медицинская энциклопедия

• Наследственность — Наследственность  способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств …   Википедия

• Наследственность цитоплазматическая — (внеядерная, нехромосомная, плазматическая)         преемственность материальных структур и функциональных свойств организма, которые определяются и передаются факторами, расположенными в цитоплазме (См. Цитоплазма). Совокупность этих факторов… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — I Наследственность         присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки,… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — (физиол.) Под Н. разумеется способность организмов передавать свои свойства и особенности от одного поколения в другое, покуда длится самый процесс размножения. До сих пор нет не только удовлетворительной теории Н., которая объясняла бы… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Наследственность Цитоплазматическая (Cytoplasmic Inheritance) — внеядерная наследственность, наследование признаков, которые контролируются факторами, присутствующими в клеточной цитоплазме. Цитоплазматическая наследственность хорошо изучена у растений и низших животных, однако недавно она была обнаружена и у …   Медицинские термины

Книги

• Эволюция популяций и радиация, Н. П. Дубинин. В книге изложены теоретические и экспериментальные основы современной общей и радиационной генетики популяций. Развитие этой области знаний сейчас особенно актуально, так как повышенное… Подробнее  Купить за 740 руб
• Тайны живой природы, Ренато Капорали. В каждом из пяти разделов этой уникальной энциклопедии кратко, но достаточно полно рассказывается о самых важных и интересных явлениях живой природы. Вы узнаете отом, что такое метаболизм и… Подробнее  Купить за 290 руб
• Мама, папа и я, В. Полынин. В роду Иоганна Себастиана Баха было 56 талантливых музыкантов, и из этого многие делают справедливый вывод, что талант — свойство врожденное, вдобавок передаваемоепо наследству. Но как тогда… Подробнее  Купить за 190 руб

наследственность растений - это... Что такое наследственность растений?

1. plant heredity

наследственность растенийСвойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития.[ГОСТ 20081-74]

Тематики

• семеноводство

Обобщающие термины

• первичное семеноводство

EN

DE

FR

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

• наследственность (в строит. материалах)
• наследственные границы

Смотреть что такое "наследственность растений" в других словарях:

• наследственность растений — Свойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития. [ГОСТ 20081 74] Тематики семеноводство Обобщающие термины первичное семеноводство EN plant heredity DE Vererbung bei Pflanzen FR hérédité desplantes …   Справочник технического переводчика

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, явление передачи потомству материальных факторов, определяющих развитие признаков организма в конкретных условиях среды. Задачей изучения Н. является установление закономерностей в возникновении, свойствах, передаче и… …   Большая медицинская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — передача прямым потомкам родительских свойств. Осуществляется благодаря непрерывности зародышевой плазмы: в то время как из одной части ее образуется тело нового индивида, др. часть продолжает свое существование в зародышевых клетках (яйцеклетках …   Философская энциклопедия

• Наследственность (биол.) — Наследственность, присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки, содержащих… …   Большая советская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, передача физических и других характеристик от одного поколения растений или животных к следующему. Такие характеристики, как синие глаза и рыжие волосы, могут быть индивидуальны, а другие, такие как вертикальная осанка и наличие …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Наследственность — I Наследственность присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, т. е. морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ и характера их индивидуального… …   Медицинская энциклопедия

• Наследственность — Наследственность  способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств …   Википедия

• Наследственность цитоплазматическая — (внеядерная, нехромосомная, плазматическая)         преемственность материальных структур и функциональных свойств организма, которые определяются и передаются факторами, расположенными в цитоплазме (См. Цитоплазма). Совокупность этих факторов… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — I Наследственность         присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки,… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — (физиол.) Под Н. разумеется способность организмов передавать свои свойства и особенности от одного поколения в другое, покуда длится самый процесс размножения. До сих пор нет не только удовлетворительной теории Н., которая объясняла бы… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Наследственность Цитоплазматическая (Cytoplasmic Inheritance) — внеядерная наследственность, наследование признаков, которые контролируются факторами, присутствующими в клеточной цитоплазме. Цитоплазматическая наследственность хорошо изучена у растений и низших животных, однако недавно она была обнаружена и у …   Медицинские термины

Книги

• Эволюция популяций и радиация, Н. П. Дубинин. В книге изложены теоретические и экспериментальные основы современной общей и радиационной генетики популяций. Развитие этой области знаний сейчас особенно актуально, так как повышенное… Подробнее  Купить за 740 руб
• Тайны живой природы, Ренато Капорали. В каждом из пяти разделов этой уникальной энциклопедии кратко, но достаточно полно рассказывается о самых важных и интересных явлениях живой природы. Вы узнаете отом, что такое метаболизм и… Подробнее  Купить за 290 руб
• Мама, папа и я, В. Полынин. В роду Иоганна Себастиана Баха было 56 талантливых музыкантов, и из этого многие делают справедливый вывод, что талант — свойство врожденное, вдобавок передаваемоепо наследству. Но как тогда… Подробнее  Купить за 190 руб

normative_ru_en.academic.ru

наследственность растений - это... Что такое наследственность растений?

1. Vererbung bei Pflanzen

наследственность растенийСвойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития.[ГОСТ 20081-74]

Тематики

• семеноводство

Обобщающие термины

• первичное семеноводство

EN

DE

FR

Русско-немецкий словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.

• наследственность (в строит. материалах)
• насос

Смотреть что такое "наследственность растений" в других словарях:

• наследственность растений — Свойство растений сохранять и передавать потомству особенности своего развития. [ГОСТ 20081 74] Тематики семеноводство Обобщающие термины первичное семеноводство EN plant heredity DE Vererbung bei Pflanzen FR hérédité desplantes …   Справочник технического переводчика

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, явление передачи потомству материальных факторов, определяющих развитие признаков организма в конкретных условиях среды. Задачей изучения Н. является установление закономерностей в возникновении, свойствах, передаче и… …   Большая медицинская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — передача прямым потомкам родительских свойств. Осуществляется благодаря непрерывности зародышевой плазмы: в то время как из одной части ее образуется тело нового индивида, др. часть продолжает свое существование в зародышевых клетках (яйцеклетках …   Философская энциклопедия

• Наследственность (биол.) — Наследственность, присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки, содержащих… …   Большая советская энциклопедия

• НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ — НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, передача физических и других характеристик от одного поколения растений или животных к следующему. Такие характеристики, как синие глаза и рыжие волосы, могут быть индивидуальны, а другие, такие как вертикальная осанка и наличие …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Наследственность — I Наследственность присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, т. е. морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ и характера их индивидуального… …   Медицинская энциклопедия

• Наследственность — Наследственность  способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств …   Википедия

• Наследственность цитоплазматическая — (внеядерная, нехромосомная, плазматическая)         преемственность материальных структур и функциональных свойств организма, которые определяются и передаются факторами, расположенными в цитоплазме (См. Цитоплазма). Совокупность этих факторов… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — I Наследственность         присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки,… …   Большая советская энциклопедия

• Наследственность — (физиол.) Под Н. разумеется способность организмов передавать свои свойства и особенности от одного поколения в другое, покуда длится самый процесс размножения. До сих пор нет не только удовлетворительной теории Н., которая объясняла бы… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Наследственность Цитоплазматическая (Cytoplasmic Inheritance) — внеядерная наследственность, наследование признаков, которые контролируются факторами, присутствующими в клеточной цитоплазме. Цитоплазматическая наследственность хорошо изучена у растений и низших животных, однако недавно она была обнаружена и у …   Медицинские термины

Книги

• Эволюция популяций и радиация, Н. П. Дубинин. В книге изложены теоретические и экспериментальные основы современной общей и радиационной генетики популяций. Развитие этой области знаний сейчас особенно актуально, так как повышенное… Подробнее  Купить за 740 руб
• Тайны живой природы, Ренато Капорали. В каждом из пяти разделов этой уникальной энциклопедии кратко, но достаточно полно рассказывается о самых важных и интересных явлениях живой природы. Вы узнаете отом, что такое метаболизм и… Подробнее  Купить за 290 руб
• Мама, папа и я, В. Полынин. В роду Иоганна Себастиана Баха было 56 талантливых музыкантов, и из этого многие делают справедливый вывод, что талант — свойство врожденное, вдобавок передаваемоепо наследству. Но как тогда… Подробнее  Купить за 190 руб

normative_ru_de.academic.ru

Наследственность и изменчивость древесных растений

Методы изучения наследственности.

Анализ наследственности осуществляется в основном на трех уровнях организации живой материи (молекулярно-клеточном, организменном и популяционном, или групповом). Для изучения наследственности на каждом из этих уровней используется своя группа методов.

К первой группе – относятся цитологический, биохимический и молекулярно-генетический методы, которые служат для изучения структуры материаль­ных носителей наследственности. Цитологический метод направлен на изучение структур и органелл клетки. Он является одним из старейших методов изучения наследственности, поскольку возник и совершенст­вовался параллельно с разработанным еще Г. Менделем классическим генетическим анализом (т.е. анализом потомства от скрещивания особей с альтернативными признаками). Биохимический метод использу­ется для изучения структуры химических компонентов клетки и метаболических процессов, происходящих в клет­ках на различных этапах ее развития. Из биохимического метода позднее, в качестве самостоятельного, выделился молекулярно-генетический метод, объектом анализа которого служат изменения в структуре нуклеиновых кислот.

Ко второй группе – относятся гибридологический и генеало­гический методы, с помощью которых определяются законо­мерности наследования того или иного признака или группы признаков. Гибридологический метод(классический метод генетического анализа) изучает характер наследования признаков по анализу потомков (при скрещивании особей, различающихся по контрастным (альтернативным) признакам). Генеалогический метод изучает характер наследования признаков по анализу предков. Этот метод позволяет выявлять закономерности наследования признака у родственников при историческом изучении семей или родственных групп, для чего составляются родословные на несколько поколений предков. Этот метод имеет большое значение при изучении наслед­ственности человека, а также долго живущих и поздно вступа­ющих в репродуктивную фазу организмов, к которым обычный гибридологический метод неприменим или требует продолжи­тельного времени для получения результатов поставленного опыта.

Характерной особенностью третьей группы методов изуче­ния наследственности, к которой относятся приемы популяционно-статистического анализа, является изучение степени влияния генов и факторов внешней среды на развитие признаков и свойств организмов. Сущность этого метода со­стоит в том, что на достаточно репрезентативной выборке осо­бей одного вида или сорта, определяется средняя величина признака и другие статистические параметры. Затем приемами математической статистики вычисляются доля участия наслед­ственных различий особей (генотипическая варианса) и разли­чия, обусловленные неоднородностью условий произрастания в насаждениях (паратипическая, или экологическая, варианса) в проявлении общей (фенотипической) изменчивости. Показа­тель, характеризующий относительную долю участия генотипической вариансы признака в его общей фенотипической вариансе, называют коэффициентом наследуемости. Основная за­дача метода – определение коэффициента наследуемости с целью оценки пригодности изучаемого признака для целей селекции.

10.

Кроссинго́вер — явление обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации при мейозе. Помимо мейотического описан также митотический кроссинговер.

Поскольку кроссигновер вносит возмущения в картину сцепленного наследования, его удалось использовать для картирования «групп сцепления» (хромосом). Возможность картирования была основана на предположении о том, что, чем чаще наблюдается кроссинговер между двумя генами, тем дальше друг от друга расположены эти гены в группе сцепления и тем чаще будут наблюдаться отклонения от сцепленного наследования. Первые карты хромосом были построены в 1913 г. для классического экспериментального объекта плодовой мушки Drosophila melanogaster Альфредом Стёртевантом, учеником и сотрудником Томаса Ханта Моргана.

Биологическое значение кроссинговера.

Благодаря сцепленному наследованию удачные сочетания аллелей оказываются относительно устойчивыми. В результате образуются группы генов, каждая из которых функционирует как единый суперген, контролирующий несколько признаков. В то же время, в ходе кроссинговера возникают рекомбинации – т.е. новые комбинации аллелей. Таким образом, кроссинговер повышает комбинативную изменчивость организмов.

Это означает, что…

а) в ходе естественного отбора в одних хромосомах происходит накопление «полезных» аллелей (и носители таких хромосом получают преимущество в борьбе за существование), а в других хромосомах скапливаются нежелательные аллели (и носители таких хромосом выбывают из игры – элиминируются из популяций)

б) в ходе искусственного отбора в одних хромосомах накапливаются аллели хозяйственно-ценных признаков (и носители таких хромосом сохраняются селекционером), а в других хромосомах скапливаются нежелательные аллели (и носители таких хромосом выбраковываются).

11.

12.

Моногибридное скрещивание – это скрещивание, при котором родительские формы различаются по одной паре альтернативных признаков.

Особи, которые не дают в потомстве ращепления и сохраняют свои признаки в «чистом» виде, называют гомозиготными, а те, у которых в потомстве происходит ращепление,- гетерозиготными.

Совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и кончая особенностями строения функционирования клеток, тканей и органов, называется фенотипом.

Признаки и свойства организма проявляются под контролем наследственных факторов, т.е. генов. Совокупность всех генов организма называют генотипом. Алле́ли (от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.Домина́нтность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

РЕЦЕССИВНОСТЬ (от латинского recessus - отступление), форма взаимоотношений двух аллельных генов, при которой один из них (рецессивный) оказывает менее сильное влияние на соответствующий признак, чем другой (доминантный). Моногибридное скрещивание. Первый закон Менделя.

В опытах Менделя при скрещивании сортов гороха, которые имели желтые и зеленые семена, все потомство (т.е. гибриды первого поколения) оказалось с желтым семенами. При этом не имело значения, из какого именно семена (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Итак, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству. Аналогичные результаты были обнаружены и в опытах, в которых во внимание брались другие признаки. Так, при скрещивании растений с гладкими и морщинистым семенами все потомство имело гладкие семена. При скрещивании растений с пурпурными и белыми цветками у всех гибридов оказались лишь пурпурные лепестки цветков и т. д. Обнаруженная закономерность получила название первый закон Менделя, или закон единообразия гибридов первого поколения. Состояние (аллель) признака, проявляющегося в первом поколении, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое в первом поколении гибридов не проявляется, называется рецессивным. «Задатки» признаков (по современной терминологии - гены) Г. Мендель предложил обозначать буквами латинского алфавита. Состояния, принадлежащие к одной паре признаков, обозначают одной и той же буквой, но доминантный аллель - большой, а рецессивный - маленькой.

Грегора Менделя по праву считают основателем современной генетики, и горох, с которым он экспериментировал, не менее известен. Его научные изыскания в монастырском фруктовом саду в городе Брюнн (сейчас Брно в Чехии), первоначально вызванные лишь интересом к земледелию, переросли в многолетнюю серию трудоемких опытов по скрещиванию растений, в результате чего Мендель пришел к выводу, что наследственность определяется генами.

Его работа была несложной, но кропотливой: он надевал на цветки гороха специальные мешочки для того, чтобы каждое растение опылялось лишь тщательно отобранной пыльцой. Затем, сравнивая признаки родительских и дочерних растений, он смог вывести законы наследования.

Классические эксперименты Менделя заключались в скрещивании двух линий гороха — высокорослой и низкорослой. Все дочерние растения первого поколения были высокими (а вовсе не низкого или среднего роста, как ожидалось). Однако при последующем скрещивании растений первого поколения между собой только три четверти дочерних растений второго поколения оказались высокорослыми, оставшиеся растения были низкорослыми. Чтобы объяснить результаты этих (и многих других) экспериментов, Мендель постулировал следующее:

— существует единица наследственности (Мендель называл ее «фактором», мы сейчас называем ее геном), и дочерний организм получает от каждого родителя по одному гену, кодирующему данный признак;

— если дочерний организм получает гены, отвечающие за альтернативные признаки, то один из этих генов будет доминантным и будет экспрессироваться (т. е. кодируемый этим геном признак проявится у организма), а другой будет рецессивным (т. е. не экспрессируемым).

В случае с горохом это означает, что каждое дочернее растение первого поколения получило и ген «высокорослости», и ген «низкорослости» — по одному от каждого родителя. Высокий рост потомства первого поколения указывает на доминантность гена «высокорослости». Однако в наследственном материале каждого дочернего растения первого поколения сохранился и неэкспрессировавшийся ген «низкорослости». В следующем поколении одно растение будет иметь в среднем два гена «высокорослости», два растения — один ген «высокорослости» и один ген «низкорослости» и одно растение — два гена «низкорослости»; оно-то и будет низкорослым. Руководствуясь этой схемой, Мендель смог объяснить многие особенности наследования, до этого остававшиеся загадкой: например, почему некоторые болезни (такие, как гемофилия) передаются через поколение или почему у кареглазых родителей могут быть голубоглазые дети.

13.

Наследование при дигибридном скрещивании. При моногибридном скрещивании родительские формы отличаются по одной паре признаков или аллелей гена. Совершенно очевидно, что в большинстве случаев организмы различаются по многим генам. Чтобы проанализировать наследование нескольких при­знаков, необходимо разложить эти сложные явления на более простые составные элементы, а затем представить весь процесс в целом. Так поступал в своей работе Г. Мендель. Он изучил наследование каждой пары признаков в отдельности, не обра­щая внимания на другие пары, а затем сопоставил и объединил все эти наблюдения.

Гибриды, полученные от скрещивания организмов, разли­чающихся двумя парами альтернативных признаков, были на­званы дигетерозиготами, тремя парами — тригетерозиготами,, многими признаками — полигетерозиготами, а скрещивания со­ответственно ди-, три- и полигибридными. Для дигибридного скрещивания Г. Мендель взял гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков. Мате­ринское растение имело гладкие семена желтой окраски, отцов­ские — морщинистые зеленые семена. Гибрид первого поколения этого скрещивания имеет гладкие и желтые семена. Следова­тельно, гладкая форма семени доминирует над морщинистой, а желтая — над зеленой. Обозначим аллели гладкой формой А, морщинистой а, аллели желтой окраски В, зеленой b . Гены, определяющие развитие разных пар признаков, называются неаллельными. В данном случае гены формы семени А и а неаллельны генам окраски b и В. Неаллельные гены обозна­чают разными буквами алфавита.

Родительские растения имели генотипы ААВВ и aabb и об­разовывали гаметы соответственно АВ и ab. В этом случае гено­тип гибрида f1 будет АаВЬ, т. е. он является дигетерозиготным. Для проверки генотипа гибрида и определения типов гамет, ко­торые он образует, Г. Мендель провел анализирующее скрещи­вание гибрида f1 с рецессивной родительской формой aabb. В f1, он получил четыре фенотипических класса: гладких жел­тых— 55, гладких зеленых — 51, морщинистых желтых — 49, морщинистых зеленых — 53. Анализируя наследование формы и окраски семян отдельно, ученый получил гладких семян 106, морщинистых 102, желтых 104, зеленых тоже 104, т. е. по форме и по окраске семян в F& наблюдается расщепление 1:1, как при моногибридном скрещивании. При рассмотрении наследования обоих пар признаков можно убедиться в том, что все четыре класса встречаются примерно с равной частотой, т. е. отноше­ние этих классов 1:1:1:1. При анализирующем скрещивании все гибриды получают от рецессивной родительской формы только рецессивные гены, в данном случае ab. Следовательно, фенотипы этих гибридов будут определяться генотипом гамет гибрида F1. Поскольку в F1 получено четыре разных класса и встречаются они с одинаковой частотой, значит, гибрид образует также четыре сорта гамет в равных количествах. Какие же это гаметы? Фенотип гладкий желтый мог получиться только при условии, если от гибрида F придут два доминантных гена АВ. Гладкие зеленые семена возникают за счет гамет с доминант­ным геном формы и рецессивным геном окраски Ab, морщини­стые желтые, наоборот, должны получить рецессивный ген формы, доминантный — окраски, т. е. аВ. Наконец, морщини­стые зеленые семена могли получить от гибрида только оба ре­цессивных гена ab. Таким образом, с помощью анализирующего скрещивания можно определить, что дигетерозигота (АаВЬ) об­разует четыре сорта гамет АВ, Ab, аВ и ab и притом в равных количествах.

Таким образом, неаллельные гены при образовании гамет свободно комбинируются между собой, благодаря чему образуются новые комбинации генов (Ab и ab) по сравнению с ро­дительскими формами и новые комбинации признаков у гибридов рь — гладкие зеленые семена и морщинистые желтые. Появле­ние новых комбинаций признаков в результате скрещивания получило название комбинативной изменчивости. Комбинативная изменчивость играет большую роль в эволюции, так как она дает новые сочетания приспособительных призна­ков, возникающих при скрещивании. Она постоянно исполь­зуется и в селекции для улучшения пород животных и сортов растений путем скрещиваний.

14.

Мутация –это внезапно наследуемые изменения генетического материала которые могут возникнуть спонтанно либо могут быть индуцированны внешним воздействием на организм. Процесс возникновения мутации называется мутагенезом.

Существует следующая классификация мутаций:

· По характеру изменения генома мутации подразделяются:

Генные

Хромосомные

Геномные (изменение числа хромосом)

· По происхождению:

В спонтанные (без видимых причин)

Индуцированные (вызваны искусственно)

· По проявлению:

Доминантные

Рецессивные

Основное внимание при изучении генных мутаций уделяют нуклеотидам ДНК.

Генные мутации подразделяют на следующие группы:

Ø Транзиция - замена азотистых оснований: пуриновых на пуриновые, пиримидиновых на пиримидиновые. При этом изменяется только тот кодон, в котором произошли танзиции.

Ø Трансверсия - замена пуриновых оснований на пиримидиновые или пиримидиновые на пуриновые.

Ø Вставки – происходит вставка линий пары нуклеотидов

Ø Выпадение – выпадение пары нуклеотидов

Генные мутации обычно затрачивают единичные гены, по этому они образуются наиболее часто. С ними связан большинство изменений: морфологических, биохимических, физиологических признаков организма.

15.

16.

По причинам вызывающим мутации их подразделяют на спонтанные и индуцированные.

Спонтанные мутации происходят под действием естественных мутагенных факторов, без вмешательства человека.

Индуцированные мутации - результат направленного воздействия определенных мутагенных факторов.

17.

18.

Под полиплоидией понимают кратное увеличение основного числа хромосом в ядре, а всякое отклонение числа хромосом от нормального диплоидного в сторону как увеличения, так и уменьшения, а также кратное и некратное называют гетерополиплоидией или гетероплоидией.

Первые шаги по экспериментальному получению полиплоидов были сделаны профессором Московского университета И. И. Герасимовым, который в 1889 г. путем температурных воздействий Получил у водоросли спирогира клетки с удвоенной массой ядерного вещества. Им же были апробированы для получения таких клеток хлороформ, эфир и хлоралгидрат.

В 1916 г. Г. Винклер, изучая прививки паслена на томат, обнаружил в местах соединения привоя и подвоя клетки с увеличенным набором хромосом. Ученый назвал это явление полиплоидией (от греч. poly — многократный и plooseidos — вид).

Полиплоидия постоянно привлекала к себе внимание селекционеров и генетиков. Так в 1909 г. Р. Гейтс обнаружил, что гигантский мутант энотеры, открытый Де Фризом, был естественным тетраплоидом (2n = 28). Интерес к полиплоидии еще больше возрос в 40-х годах XX в., когда американские исследователи Блексли и Эйвери, а также Эйгсти, Небель и Раттл (1937) провели многочисленные успешные опыты по обработке семян и растений колхицином с целью получения полиплоидов и разработали основные способы удвоения числа хромосом в клетках растений.

Механизм действия колхицина на делящиеся клетки состоит в том, что он блокирует веретено деления в метафазе, в результате чего дочерние хромосомы не расходятся к полюсам, а остаются в центре материнской клетки (С-митоз или K-митоз).

Экспериментально возникшая в 30-х годах XX в. полиплоидия стала играть огромную роль в селекции сельскохозяйственных растений, а также в генетической инженерии.

Основное число хромосом полиплоидного ряда — гаплоидное, его принято обозначать n=x. Диплоидное состояние организмов — первый шаг полиплоидии, его обозначают 2n = 2х. Развитие у высших растений при двойном оплодотворении триплоидного эндосперма подтверждает, что возникновение полиплоидии в эволюции растительного мира — не случайность. Увеличение основного числа хромосом в несколько раз ведет к появлению полиплоидного ряда внутри вида, рода или семейства. Наиболее часто полиплоиды встречаются у покрытосемянных растений, особенно у многолетних травянистых, в меньшей степени у однолетних и древесных. У голосемянных растений полиплоиды редки. В северных широтах и в высокогорьях полиплоидных видов больше, чем в южных и на равнинах. По мнению В. В. Сахарова, почти половина важных культурных растений относится к полиплоидам.

19.

20.

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно населяющих определ. террит. и имеющих сходный генофонд в следствие свободного скрещивания между собой.

Обширность ареола, население популяций, зависит от многих факторов

Одним из факторов явл. подвижность особей.

Совокупность всех генов в популяции наз. генофондом. Генофонды популяций объед. и образуют генофонд вида.

В популяции могут сущ-ть чистые линии – гомозиготные организмы. Поэтому отбор может идти только в полиморфных популяциях.

Все популяции можно разделить на 3 категории, в зависимости от степени их изоляции, от регулярности и постоянства связей м/у особями разных популяций.

1. географические- разобщены географ факторами(горы, реки)

2. экологические- разобщены м/ду соб вследствие действия эколог факторов(сезонность)

3. элементарные- изоляция в таких популяциях носит эпизодический характер.В этих попул-х осущ-ся регулярн и частые миграции особей из одной популяции в другую.

Наследственность популяции- распределение в ней генотипов и фенотипов аллелей.Генетич состав попул относительно постоянен.

21.

Основные положения хромосомной теории наследственности

Сформулировал Морган: 1. главным клеточными структурами ответственными за передачу наследственной информации, явл хромосомы кот содержат гены – носители генетической информации. 2. в хромосомах гены расположены линейно, в пределах одной хромосомы гены образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. 3. В мейозе между гомологичными хромосомами мажет происходить кроссинговер, что явл основой биологического разнообразия видов и базой для естественного отбора организмов.

В ядре наход хромосомы. Различ два вида хромосом гаплоидный и диплоидный. На стадии метафазы и ранней анафазы митоза и мейоза легче всего опред форму и размер хромосом. Совок всех морф признаков назыв кариотипом. Форма каждой хромосомы определяется положением первичной перетяжки, где располагается центромера. Ген – элементарная единица наследственности. Ген часть хромосомы ответственная за проявления отдельного признака организма. Гены отдельн признаков лежат в опред местах хромосом – локусах. Хромосомы в клетках парные. Парные гены назыв аллеями. Гены классифицируют по признакам которыми они управляют. Аддитивные гены имеют слабый эффект контролируют один и тот же признак. Гены доминантные вызывает выраженность признака. Рецессивный ген – это ген действ кот проявляется очень слабо или совсем не проявляется. Эпистатические гены если один ген по отношению к другоме доминантен и если эти гены не аллельны.

22.

Гетерозис.

Эффект гибридной мощности, или гетерозиса, заключается в превосходстве гибридов первого поколения по ряду признаков и свойств по сравнению с исходными родитель­скими организмами. Скрещивание гибридов F\ между собой снижает этот эффект в следующих поколениях. Ч. Дарвин, попытавшийся объяснить природу этого явления, считал гете­розис одной из причин полезности скрещивания в эволюции видов. Перекрестное оплодотворение поддерживается естест­венным отбором именно потому, что оно служит механизмом поддержания гибридной мощности.

Анализ эффекта гетерозиса с позиций открытых в начале XX в. основных генетических закономерностей гетерозиса:

1) гетерозиготным состоянием гибридов по многим генам;

2) возникновением взаимодействия доминантных благоприят­ных генов; 3) сверхдоминированием — гетерозигота превосхо­дит гомозиготу. В доказательство первого положения приво­дятся примеры получения межлинейных гибридов. При скрещи­вании гомозиготных инбредных линий гибриды первого поколе­ния гетерозиготны по многим генам. При этом действие вредных рецессивных мутантных аллелей подавляется доминантными аллелями обоих родителей.

Однако не всегда гетерозиготность связана с гетерозисом. По второй гипотезе причиной гетерозиса является благоприят­ное действие некоторых доминантных аллелей. Поэтому под­бор в гибридной комбинации доминантных аллелей может ско­рее обеспечить гетерозис. Таким образом, эта гипотеза исходит из представления о простом суммировании эффекта доминант­ных аллелей с комплементарным действием (по принципу ад­дитивности) генов.

Третья гипотеза как бы развивает вторую. Она исходит из того, что гетерозиготное состояние аллелей имеет превосход­ство над гомозиготным (АА<Аа>аа). Следовательно, можно предположить, что сочетание в гетерозиготе аллелей дикого типа и мутантного. каким-то образом усиливает действие доми­нантного гена и в связи с этим вызывает максимальное накоп­ление специфических веществ, синтез которых контролируется этим геном. Указанное объяснение гетерозиса называют гипо­тезой сверхдоминирования.

Гипотеза доминантности удовлетворительно объ­ясняет то ухудшение, которое наблюдается в результате инбри­динга, а также восстановление мощности роста при скрещива­нии. На основании этой теории трудно, однако, объяснить, по­чему гибриды по мощности превосходят популяции, из которых были получены их родители. Это увеличение мощности, по-ви­димому, следует объяснить сверхдоминантностью. При этом очевидно, что только небольшая часть локусов должна содержать гены, проявляющие сверхдоминантность в гетерози­готном состоянии.

Таким образом, две основные гипотезы, объясняющие гете­розис, ведут в общем к одинаковому результату и поэтому не являются взаимоисключающими. Имеются основания полагать, что гетерозис — более сложное явление и не может обусловли­ваться только одним типом взаимодействия.

Большой хозяйственный интерес представляют пути закреп­ления гетерозиса у древесных растений. Сохранение эффекта гетерозиса осуществляется вегетативным размножением уни­кальных гибридов. Мы живем в век невиданных темпов научно-технического прогресса, обусловленного интенсивным развитием и огром­ными достижениями современной науки. Среди наук, опре­деляющих научно-технический прогресс, наряду с физикой, химией, электроникой и другими науками, все большее зна­чение приобретают биологические, в особенности молекуляр­ная биология, включающая молекулярную генетику и био­химию. Эти науки за последние 30 лет достигли выдающих­ся результатов в познании живого.

По мере изучения фундаментальных основ жизни ученые все больше убеждались, что молекулярные носители наслед­ственной информации являются универсальными в живом мире. Прослеживается также универсальность свойств гене­тического материала. Например, способы обмена генетиче­ской информацией, обнаруженные у одних объектов, приме­нимы к другим, даже отдаленным в таксономическом отно­шении организмам. Многие методы анализа, разработанные для бактерий, оказались вполне пригодными для изучения высших организмов.

Достигнутый уровень знаний в понимании сущности наследственности и разработанность методов исследований сделали возможным переход к направленному конструиро­ванию молекул наследственности, отдельных клеток и целых организмов.

Настало время, когда биологи уже не могут ограничи­ваться только изучением жизни как конечного продукта эволюции. Но они могут и должны активно вмешиваться и создавать новые варианты живых систем, которые не могли или не успели появиться в процессе естественной эволюции. Так появились новые направления биологии — генетическая и клеточная инженерия.

23.

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ

Все виды живых организмов на Земле представлены определенными группами особей, которые называются популяциями. Популяция — это элементарная единица эволюции. Действительно, вид, занимающий часто огромный ареал, содержащий многообразие форм, различных в каждом географическом районе, оказывается слишком громоздкой системой для однозначного ответа на действие естественного отбора, имеющего различные направления, характер и силу в разных районах. В то же время отдельный организм (особь) также не может быть единицей эволюции, так как содержит лишь незначительную часть генетической информации вида, а с его смертью утрачивается и эта доля информации. Таким образом, единицей эволюции может быть только достаточно большая группа особей вида, которая будет репрезентативной (представительной) и в то же время достаточно малой, чтобы быть подвижной системой, чутко реагирующей, на воздействие естественного отбора. Такой группой особей оказалась популяция.

Впервые термин популяция был предложен 3. Л. Иоганнсеном 1907 г. в работе «Чистые линии и популяции». В его трактовке популяция — это группа особей, отличающихся от чистой линии тем, что каждый признак в ней представлен многими аллелями основного, определяющего его гена. В чистой линии признак представлен моноаллельно. Другими словами, гетерозиготность признака отличает популяцию от гомозиготности его в чистой линии.

Современный этап экспериментального изучения популяции начался с выхода в 1926 г. работы С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики». Учение о популяциях как раздел общей биологии еще только развивается и не достигло уровня законченного исследования. Однако значение этого раздела трудно переоценить, так как учение о популяциях имеет прикладное значение. Учение о популяциях включает вопросы: динамики численности вида, микроэволюционных процессов и пусковых механизмов в эволюции, систематики и таксономии и, наконец, что особенно важно для лесоводства, вопросы, связанные с изучением генетики объектов, обычный генетический анализ которых сильно затруднен.

24.

Структура популяций

Показатели структуры популяций. Как первая надорганизмен-ная биологическая система, популяция обладает определенной структурой и свойствами. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.

Численность — общее количество особей в популяции. Эта величина характеризуется широким диапазоном изменчивости, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности по сравнению с этими пределами может привести к вымиранию популяции. Полагают", что если численность популяции меньше нескольких сотен особей, то любые случайные причины (пожар, наводнение, засуха, обильные снегопады, сильные морозы и т. д.) могут сократить ее настолько, что оставшиеся особи не смогут встречаться и оставить потомство. Рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.

Плотность — число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала. У некоторых животных плотность популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами.

Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории. Она определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида. Наряду со случайным и равномерным распределением в природе наиболее часто встречается групповое распределение. Группа животных, прилагая совместные усилия, может легче защищаться от хищников, искать и добывать корм. Жизнь в семьях, стадах, колониях, гаремах приводит также к групповому распределению особей. Пространственная структура может изменяться во времени; она зависит от сезона года, от численности популяции, возрастной и половой структуры и т. д.

Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции. Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в соотношении 1: 1. В силу разной жизнеспособности мужских и женских особей это первичное соотношение полов при оплодотворении часто заметно отличается от вторичного (при рождении — у млекопитающих) и тем более от третичного, характерного для половозрелых особей. Например, в популяциях человека вторичное соотношение полов составляет 100 девочек/106 мальчиков; к 16—18 годам это соотношение выравнивается и становится равным 1:1, к 50 годам— 100 женщин/85 мужчин, а к 80 годам соотношение по полу становится 2:1 (100 женщин/ 50 мужчин).

Изменение половой структуры популяции отражается на ее роли в экосистеме, так как самцы и самки многих видов отличаются друг от друга по характеру питания, ритму жизни, поведению и др. Так, самки некоторых видов комаров, клещей и мошек являются кровососущими, в то время как самцы питаются соком растений или нектаром. Преобладание доли самок над самцами обеспечивает более интенсивный рост популяции.

Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции. Например, массовое истребление крупных половозрелых особей в результате промысла приводит к резкому снижению численности популяции вследствие слабого пополнения ее молодыми особями. Поэтому присутствие в популяции большого количества особей младших возрастных групп свидетельствует о ее благополучии. Если же в популяции преобладают старые особи, можно со всей определенностью сказать, что данная популяция завершает свое существование.

Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды. Например, особи одной популяции растений различаются рядом признаков: по размерам, количеству побегов, цветков, плодов, семян и т. п. Кроме того, разные особи этой же популяции зацветают неодновременно, что способствует более полному их опылению (при одновременном и кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньший риск остаться без семян, например в случае кратковременных заморозков (замерзнет лишь часть цветков).

Внутривидовой полиморфизм обусловливает уникальность сочетания аллелей у разных особей. Причиной полиморфизма служат половое размножение, которое обеспечивает комбинативную изменчивость, и мутации, изменяющие субстрат наследственности. Поддержание внутривидового полиморфизма обеспечивает устойчивость вида и гарантирует его существование в различных условиях среды.

25.

26.

Географические, экологические и биологические факторы изоляции.

Под изоляцией в генетике популяций понимают любое нарушение случайного скрещивания (панмиксия). Вид складывается из отдельных генетических популяций и если особи одной популяции полностью или частично прекращают обмениваться генами с особями других популяций то такая популяция испытывает процесс изоляции. Географическая изоляция – это результат разделения групп родственных организмов какой-либо физической преградой (море, река, пустыня, хребет). Экологическая изоляция возник в результате того что разные группы организмов произрастая в одной и той же географической области занимают различные места обитания например пониженные и повышенные элементы рельефа, верх горы и подножье. Биологическая изоляция делится на физиологическую и генетическую. Генетический фактор изоляции относятся те факторы кот препятствуют воспроизведению плодовитого потомства. Физиологическая изоляция проявляется например при изменении суточной и сезонной половой активности.

27.

infopedia.su

Лекция 2 “Учение о наследственности растений”

План:

-Понятие наследственности и наследования

-Эволюционное учение Ч. Дарвина и виды наследственности по К.А. Тимирязеву

-Законы наследственности Г. Менделя

-Моногибридное, дигибридное и полигибридное скрещивание

Наследственность и наследование

Наследственность в широком смысле слова это свойство организма воспроизводить себе подобных; преемственность в поколениях.

Наследование отражает наличие процесса передачи генетической информации от одного клеточного или организменного поколения к другому, т.е. передачи системы контроля развития признаков организма.

Наследуемость генотипическая обусловленность изменчивости признака для группы организмов..

Наследственность и наследование

Наследственность в узком смысле –

свойство генов направлять по определенному типу построение специфической белковой молекулы, развитие признака и план строения организма.

Наследование – отражение закономерности процесса передачи наследственных свойств от одного поколения к другому

Эволюционное учение Ч. Дарвина

Впервые вопросы наследственности и изменчивости были подняты и обоснованы Ч. Дарвином.

Он писал, что всякому организму свойственна изменчивость, но только те вариации (т.е. изменения), которые передаются по наследству, приносят пользу человеку.

Главная заслуга Ч. Дарвина в том, что он раскрыл движущие силы эволюции.

Движущей силой эволюции по Дарвину является наследственная изменчивость и отбор.

Виды наследственности по К.А. Тимирязеву

Под наследственностью К.А. Тимирязев понимал сохранение и передачу сходного как во внешнем строении, так и в физико-химическихособенностях организмов

Наследственность проявляется как в сохранении неизменного, так в сохранении изменившегося, только последнее наблюдается далеко не во всех случаях

Признаки и свойства организма формируются в процессе индивидуального развития, которое в свою очередь определяется наследственностью.

Филогенез

Признаки организмов сформировались в процессе длительного филогенетического развития данного вида, и порождение одним видом другого в природе не существует.

Филогенез (или эволюция вида) – развитие любой группы родственных друг другу организмов, в процессе которого виды, возникшие из ранее существовавших, располагаются в ряду последовательно.

Простая наследственность

К.А. Тимирязев различал простую и сложную наследственность:

Простая наследственность имеет место при вегетативном размножении растений, когда дочерняя особь воспроизводится из какой-нибудьчасти материнского растения, например черенка, почки, листа. В этом случае наследование признаков материнского растения бывает, как правило, полное

Сложная наследственность

Сложная наследственность наблюдается, при половом размножении, когда дочерние особи, возникшие из семян, получившихся из зиготы в результате слияния мужских и женских гамет, должны сочетать признаки обоих родителей.

Сложная наследственность подразделяется на смешанную, слитную и взаимоисключающую.

Виды сложной наследственности

смешанная наследственность - у потомства можно обнаружить признаки одного и другого родителя

слитная наследственностьпотомство имеет промежуточное строение.

взаимоисключающая наследственность – у потомства проявляются признаки только одного из родителей

Атавизм – проявление признаков отдаленных предков

Законы наследственности Г. Менделя

Первый закон

У гибридов первого поколение из каждой пары контрастирующих признаков развивается только один, а второй не проявляется, как бы исчезает. Проявляющийся признак был назван доминантным, а подавляемый рецессивным. Это явление получило название доминирования, а позднее первого закона Менделя, или закон единообразия гибридов первого поколения.

studfiles.net

Наследственность и изменчивость древесных растений

Наследственность и изменчивость древесных растений

Генетика – это наука, которая изучает механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов, а также методы управления этими процессами.

Наследственностью называют свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность поколений, определенный план строения и характер их индивидуального развития, а также норму реакции на условия внешней среды.

Изменчивостью называют различия признаков и свойств между двумя или группой особей, предками и потомками одного и того же или разных видов растений и животных.

Наследственность и изменчивость изучается на разных уровнях организации живой материи: молекулярном, хромосомном, клеточном, организменномипопуляционном. Первые уровни будут более подробно рассмотрены далее.

Что же касается организменногоипопуляционного уровня, то изучаемая на них изменчивость может быть разделена еще на несколько групп: метамерная изменчивость (различия отдельных частей организма), индивидуальная изменчивость (различия у отдельных особей), групповая, или внутрипопуляционная изменчивость (различия в группе особей одного вида), межпопуляционная изменчивость и надвидовая изменчивость.

При изучении изменчивости выделяют качественные и количественные признаки. По характеру изменения признаков различают прерывистую и непрерывную (клинальную) изменчивость. Эти типы изменчивости отмечают при рассмотрении признака во времени и пространстве. Примером прерывистой изменчивости во времени могут служить возрастные изменения светолюбия сосны обыкновенной. Примером прерывистой изменчивости в пространстве могут служить изменения, вызванные резким перепадом экологических и климатических условий, получившие название экологической и географической изменчивости. Непрерывную изменчивость можно наблюдать, например, на приросте запаса древесины в лесу. Непрерывно падает бонитет древостоя в одном и том же типе леса в направлении с юго-запада на северо-восток.

С.А. Мамаев предлагает делить изменчивость древесных растений на два типа: внутривидовую и внутриорганизменную, или эндогенную. Внутривидовая изменчивость подразделяется на несколько форм: индивидуальную, половую, хронографическую (сезонную и возрастную), экологическую, географическую и гибридогенную.

В зависимости от того передаются ли изменения потомству, изменчивость делят на две категории: наследственную (возникающую в результате мутаций и рекомбинаций) и ненаследственную, или модификационную.

5.Методы изучения наследственности.

Анализ наследственности осуществляется в основном на трех уровнях организации живой материи (молекулярно-клеточном, организменном и популяционном, или групповом). Для изучения наследственности на каждом из этих уровней используется своя группа методов.

К первой группе – относятся цитологический, биохимический и молекулярно-генетический методы, которые служат для изучения структуры материаль­ных носителей наследственности. Цитологический метод направлен на изучение структур и органелл клетки. Биохимический метод использу­ется для изучения структуры химических компонентов клетки и метаболических процессов, происходящих в клет­ках на различных этапах ее развития. Из биохимического метода позднее, в качестве самостоятельного, выделился молекулярно-генетический метод, объектом анализа которого служат изменения в структуре нуклеиновых кислот.

Ко второй группе – относятся гибридологический и генеало­гический методы, с помощью которых определяются законо­мерности наследования того или иного признака или группы признаков. Гибридологический метод(классический метод генетического анализа) изучает характер наследования признаков по анализу потомков (при скрещивании особей, различающихся по контрастным (альтернативным) признакам). Генеалогический метод изучает характер наследования признаков по анализу предков.

Характерной особенностью третьей группы методов изуче­ния наследственности, к которой относятся приемы популяционно-статистического анализа, является изучение степени влияния генов и факторов внешней среды на развитие признаков и свойств организмов. Сущность этого метода со­стоит в том, что на достаточно репрезентативной выборке осо­бей одного вида или сорта, определяется средняя величина признака и другие статистические параметры. Основная за­дача метода – определение коэффициента наследуемости с целью оценки пригодности изучаемого признака для целей селекции.

10.

Кроссинго́вер — явление обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации при мейозе. Помимо мейотического описан также митотический кроссинговер.

Биологическое значение кроссинговера.

Благодаря сцепленному наследованию удачные сочетания аллелей оказываются относительно устойчивыми. В результате образуются группы генов, каждая из которых функционирует как единый суперген, контролирующий несколько признаков. В то же время, в ходе кроссинговера возникают рекомбинации – т.е. новые комбинации аллелей. Таким образом, кроссинговер повышает комбинативную изменчивость организмов.

Это означает, что…

а) в ходе естественного отбора в одних хромосомах происходит накопление «полезных» аллелей (и носители таких хромосом получают преимущество в борьбе за существование), а в других хромосомах скапливаются нежелательные аллели (и носители таких хромосом выбывают из игры – элиминируются из популяций)

б) в ходе искусственного отбора в одних хромосомах накапливаются аллели хозяйственно-ценных признаков (и носители таких хромосом сохраняются селекционером), а в других хромосомах скапливаются нежелательные аллели (и носители таких хромосом выбраковываются).

11.

12.

Моногибридное скрещивание – это скрещивание, при котором родительские формы различаются по одной паре альтернативных признаков.

Особи, которые не дают в потомстве ращепления и сохраняют свои признаки в «чистом» виде, называют гомозиготными, а те, у которых в потомстве происходит ращепление,- гетерозиготными.

Совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и кончая особенностями строения функционирования клеток, тканей и органов, называется фенотипом.

Признаки и свойства организма проявляются под контролем наследственных факторов, т.е. генов. Совокупность всех генов организма называют генотипом.Алле́ли — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.Домина́нтность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

РЕЦЕССИВНОСТЬ форма взаимоотношений двух аллельных генов, при которой один из них (рецессивный) оказывает менее сильное влияние на соответствующий признак, чем другой (доминантный). Моногибридное скрещивание. Первый закон Менделя.

В опытах Менделя при скрещивании сортов гороха, которые имели желтые и зеленые семена, все потомство (т.е. гибриды первого поколения) оказалось с желтым семенами. При этом не имело значения, из какого именно семена (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Итак, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству. Аналогичные результаты были обнаружены и в опытах, в которых во внимание брались другие признаки. Так, при скрещивании растений с гладкими и морщинистым семенами все потомство имело гладкие семена. При скрещивании растений с пурпурными и белыми цветками у всех гибридов оказались лишь пурпурные лепестки цветков и т. д. Обнаруженная закономерность получила название первый закон Менделя, или закон единообразия гибридов первого поколения. Состояние (аллель) признака, проявляющегося в первом поколении, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое в первом поколении гибридов не проявляется, называется рецессивным. «Задатки» признаков (по современной терминологии - гены) Г. Мендель предложил обозначать буквами латинского алфавита. Состояния, принадлежащие к одной паре признаков, обозначают одной и той же буквой, но доминантный аллель - большой, а рецессивный - маленькой.

13.

Наследование при дигибридном скрещивании. При моногибридном скрещивании родительские формы отличаются по одной паре признаков или аллелей гена. Совершенно очевидно, что в большинстве случаев организмы различаются по многим генам. Чтобы проанализировать наследование нескольких при­знаков, необходимо разложить эти сложные явления на более простые составные элементы, а затем представить весь процесс в целом. Так поступал в своей работе Г. Мендель. Он изучил наследование каждой пары признаков в отдельности, не обра­щая внимания на другие пары, а затем сопоставил и объединил все эти наблюдения.

Гибриды, полученные от скрещивания организмов, разли­чающихся двумя парами альтернативных признаков, были на­званы дигетерозиготами, тремя парами — тригетерозиготами,, многими признаками — полигетерозиготами, а скрещивания со­ответственно ди-, три- и полигибридными. Для дигибридного скрещивания Г. Мендель взял гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков. Мате­ринское растение имело гладкие семена желтой окраски, отцов­ские — морщинистые зеленые семена. Гибрид первого поколения этого скрещивания имеет гладкие и желтые семена. Следова­тельно, гладкая форма семени доминирует над морщинистой, а желтая — над зеленой. Обозначим аллели гладкой формой А, морщинистой а, аллели желтой окраски В, зеленой b . Гены, определяющие развитие разных пар признаков, называются неаллельными. В данном случае гены формы семени А и а неаллельны генам окраски b и В. Неаллельные гены обозна­чают разными буквами алфавита.

Родительские растения имели генотипы ААВВ и aabb и об­разовывали гаметы соответственно АВ и ab. В этом случае гено­тип гибрида f1 будет АаВЬ, т. е. он является дигетерозиготным.Таким образом, неаллельные гены при образовании гамет свободно комбинируются между собой, благодаря чему образуются новые комбинации генов (Ab и ab) по сравнению с ро­дительскими формами и новые комбинации признаков у гибридов рь — гладкие зеленые семена и морщинистые желтые. Появле­ние новых комбинаций признаков в результате скрещивания получило название комбинативной изменчивости. Комбинативная изменчивость играет большую роль в эволюции, так как она дает новые сочетания приспособительных призна­ков, возникающих при скрещивании. Она постоянно исполь­зуется и в селекции для улучшения пород животных и сортов растений путем скрещиваний.

14.

Мутация –это внезапно наследуемые изменения генетического материала которые могут возникнуть спонтанно либо могут быть индуцированны внешним воздействием на организм. Процесс возникновения мутации называется мутагенезом.

Существует следующая классификация мутаций:

· По характеру изменения генома мутации подразделяются:

Генные

Хромосомные

Геномные (изменение числа хромосом)

· По происхождению:

В спонтанные (без видимых причин)

Индуцированные (вызваны искусственно)

· По проявлению:

Доминантные

Рецессивные

Основное внимание при изучении генных мутаций уделяют нуклеотидам ДНК.

Генные мутации подразделяют на следующие группы:

Ø Транзиция - замена азотистых оснований: пуриновых на пуриновые, пиримидиновых на пиримидиновые. При этом изменяется только тот кодон, в котором произошли танзиции.

Ø Трансверсия - замена пуриновых оснований на пиримидиновые или пиримидиновые на пуриновые.

Ø Вставки – происходит вставка линий пары нуклеотидов

Ø Выпадение – выпадение пары нуклеотидов

Генные мутации обычно затрачивают единичные гены, по этому они образуются наиболее часто. С ними связан большинство изменений: морфологических, биохимических, физиологических признаков организма.

16.

По причинам вызывающим мутации их подразделяют на спонтанные и индуцированные.

Спонтанные мутации происходят под действием естественных мутагенных факторов, без вмешательства человека.

Индуцированные мутации - результат направленного воздействия определенных мутагенных факторов.

18.

Под полиплоидией понимают кратное увеличение основного числа хромосом в ядре, а всякое отклонение числа хромосом от нормального диплоидного в сторону как увеличения, так и уменьшения, а также кратное и некратное называют гетерополиплоидией или гетероплоидией.

В 1916 г. Г. Винклер, изучая прививки паслена на томат, обнаружил в местах соединения привоя и подвоя клетки с увеличенным набором хромосом. Ученый назвал это явление полиплоидией (от греч. poly — многократный и plooseidos — вид).

Интерес к полиплоидии еще больше возрос в 40-х годах XX в., когда американские исследователи Блексли и Эйвери, а также Эйгсти, Небель и Раттл (1937) провели многочисленные успешные опыты по обработке семян и растений колхицином с целью получения полиплоидов и разработали основные способы удвоения числа хромосом в клетках растений.

Механизм действия колхицина на делящиеся клетки состоит в том, что он блокирует веретено деления в метафазе, в результате чего дочерние хромосомы не расходятся к полюсам, а остаются в центре материнской клетки (С-митоз или K-митоз).

Экспериментально возникшая в 30-х годах XX в. полиплоидия стала играть огромную роль в селекции сельскохозяйственных растений, а также в генетической инженерии.

20.

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно населяющих определ. террит. и имеющих сходный генофонд в следствие свободного скрещивания между собой.

Обширность ареола, население популяций, зависит от многих факторов

Одним из факторов явл. подвижность особей.

Совокупность всех генов в популяции наз. генофондом. Генофонды популяций объед. и образуют генофонд вида.

В популяции могут сущ-ть чистые линии – гомозиготные организмы. Поэтому отбор может идти только в полиморфных популяциях.

Все популяции можно разделить на 3 категории, в зависимости от степени их изоляции, от регулярности и постоянства связей м/у особями разных популяций.

1. географические- разобщены географ факторами(горы, реки)

2. экологические- разобщены м/ду соб вследствие действия эколог факторов(сезонность)

3. элементарные- изоляция в таких популяциях носит эпизодический характер.В этих попул-х осущ-ся регулярн и частые миграции особей из одной популяции в другую.

Наследственность популяции- распределение в ней генотипов и фенотипов аллелей.Генетич состав попул относительно постоянен.

21.

Основные положения хромосомной теории наследственности

Сформулировал Морган: 1. главным клеточными структурами ответственными за передачу наследственной информации, явл хромосомы кот содержат гены – носители генетической информации. 2. в хромосомах гены расположены линейно, в пределах одной хромосомы гены образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. 3. В мейозе между гомологичными хромосомами мажет происходить кроссинговер, что явл основой биологического разнообразия видов и базой для естественного отбора организмов.

В ядре наход хромосомы. Различ два вида хромосом гаплоидный и диплоидный. На стадии метафазы и ранней анафазы митоза и мейоза легче всего опред форму и размер хромосом. Совок всех морф признаков назыв кариотипом. Форма каждой хромосомы определяется положением первичной перетяжки, где располагается центромера. Ген – элементарная единица наследственности. Ген часть хромосомы ответственная за проявления отдельного признака организма. Гены отдельн признаков лежат в опред местах хромосом – локусах. Хромосомы в клетках парные. Парные гены назыв аллеями. Гены классифицируют по признакам которыми они управляют. Аддитивные гены имеют слабый эффект контролируют один и тот же признак. Гены доминантные вызывает выраженность признака. Рецессивный ген – это ген действ кот проявляется очень слабо или совсем не проявляется. Эпистатические гены если один ген по отношению к другоме доминантен и если эти гены не аллельны.

Гетерозис.

Гетерозис — увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей. Это явление противоположно результатам инбридинга, или близкородственного скрещивания, приводящего к гомозиготности. Увеличение жизнеспособности гибридов первого поколения в результате гетерозиса связывают с переходом генов в гетерозиготное состояние, приэтом рецессивные летальные и полулетальные аллели, снижающие жизнеспособность гибридов, не проявляются. Также в результате гетерозиготации могут образовываться несколько аллельных вариантов фермента, действующих в сумме более эффективно, чем поодиночке (в гомозиготном состоянии). Механизм действия гетерозиса ещё не окончательно выяснен. Явление гетерозиса зависит от степени родства между родительскими особями: чем более отдалёнными родственниками являются родительские особи, тем в большей степени проявляется эффект гетерозиса у гибридов первого поколения.

Явление гетерозиса наблюдалось ещё до открытия законов Менделя И. Г. Кёльрейтером, термин «гетерозис» (в переводе с греческого языка — изменение, превращение), в 1908 Г. Шулл описал гетерозис у кукурузы.

У растений (по А. Густафсону) выделяют три формы гетерозиса: т. н. репродуктивный гетерозис, в результате которого повышается плодородность гибридов и урожайность, соматический гетерозис, увеличивающий линейные размеры гибридного растения и его массу, и приспособительный гетерозис (называемый также адаптивным), повышающий приспособленность гибридов к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Анализ эффекта гетерозиса с позиций открытых в начале XX в. основных генетических закономерностей гетерозиса:

1) гетерозиготным состоянием гибридов по многим генам;

2) возникновением взаимодействия доминантных благоприят­ных генов; 3) сверхдоминированием — гетерозигота превосхо­дит гомозиготу. В доказательство первого положения приво­дятся примеры получения межлинейных гибридов. При скрещи­вании гомозиготных инбредных линий гибриды первого поколе­ния гетерозиготны по многим генам. При этом действие вредных рецессивных мутантных аллелей подавляется доминантными аллелями обоих родителей.

Большой хозяйственный интерес представляют пути закреп­ления гетерозиса у древесных растений. Сохранение эффекта гетерозиса осуществляется вегетативным размножением уни­кальных гибридов. Мы живем в век невиданных темпов научно-технического прогресса, обусловленного интенсивным развитием и огром­ными достижениями современной науки. Среди наук, опре­деляющих научно-технический прогресс, наряду с физикой, химией, электроникой и другими науками, все большее зна­чение приобретают биологические, в особенности молекуляр­ная биология, включающая молекулярную генетику и био­химию. Эти науки за последние 30 лет достигли выдающих­ся результатов в познании живого.

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ

Все виды живых организмов на Земле представлены определенными группами особей, которые называются популяциями. Популяция — это элементарная единица эволюции. Действительно, вид, занимающий часто огромный ареал, содержащий многообразие форм, различных в каждом географическом районе, оказывается слишком громоздкой системой для однозначного ответа на действие естественного отбора, имеющего различные направления, характер и силу в разных районах. В то же время отдельный организм (особь) также не может быть единицей эволюции, так как содержит лишь незначительную часть генетической информации вида, а с его смертью утрачивается и эта доля информации. Таким образом, единицей эволюции может быть только достаточно большая группа особей вида, которая будет репрезентативной (представительной) и в то же время достаточно малой, чтобы быть подвижной системой, чутко реагирующей, на воздействие естественного отбора. Такой группой особей оказалась популяция.

Впервые термин популяция был предложен 3. Л. Иоганнсеном 1907 г. в работе «Чистые линии и популяции». В его трактовке популяция — это группа особей, отличающихся от чистой линии тем, что каждый признак в ней представлен многими аллелями основного, определяющего его гена. В чистой линии признак представлен моноаллельно. Другими словами, гетерозиготность признака отличает популяцию от гомозиготности его в чистой линии.

Современный этап экспериментального изучения популяции начался с выхода в 1926 г. работы С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики». Учение о популяциях как раздел общей биологии еще только развивается и не достигло уровня законченного исследования. Однако значение этого раздела трудно переоценить, так как учение о популяциях имеет прикладное значение. Учение о популяциях включает вопросы: динамики численности вида, микроэволюционных процессов и пусковых механизмов в эволюции, систематики и таксономии и, наконец, что особенно важно для лесоводства, вопросы, связанные с изучением генетики объектов, обычный генетический анализ которых сильно затруднен.

24.

Структура популяций

Показатели структуры популяций. Как первая надорганизмен-ная биологическая система, популяция обладает определенной структурой и свойствами. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.

Численность — общее количество особей в популяции. Если рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.

Плотность — число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала.

Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории. Она определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида. Наряду со случайным и равномерным распределением в природе наиболее часто встречается групповое распределение.

Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции.

Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции.

Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды.

Внутривидовой полиморфизм обусловливает уникальность сочетания аллелей у разных особей. Причиной полиморфизма служат половое размножение, которое обеспечивает комбинативную изменчивость, и мутации, изменяющие субстрат наследственности. Поддержание внутривидового полиморфизма обеспечивает устойчивость вида и гарантирует его существование в различных условиях среды.

Полиморфи́зм в биологии — способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах.

Внешний (а также внутренний, например, биохимический) полиморфизм может быть обусловлен внутривидовыми генетическими различиями. С другой стороны, возможен полиморфизм, при котором организмы с практически идентичным геномом в зависимости от внешних условий приобретают различные фенотипические формы.

27.

Харди — Вайнберга закон, закон популяционной генетики, устанавливающий соотношение между частотами генов и генотипов в популяции со свободным скрещиванием. Сформулирован в 1908 независимо английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Закон утверждает, что если численность популяции диплоидных организмов настолько велика, что можно пренебречь случайными флуктуациями частот генов ), если в ней отсутствуют мутации, миграция и отбор (по изучаемому гену), то частоты генотипов AA, Aa и aa в популяции остаются одинаковыми из поколения в поколение (после первого) и удовлетворяют соотношениям Харди ‒ Вайнберга:p2(AA): 2pq (Aa): q2(aa), где А и а ‒ аллели несцепленного с полом гена, p ‒ частота аллеля А,q ‒ частота аллеля а. Х. ‒ В. з. распространяется и на случай многоаллельного гена. В популяциях полиплоидных организмов (а также в популяциях диплоидов ‒ для генов, сцепленных с полом) соответствующие соотношения устанавливаются лишь через большое число поколений. Если в популяции выполняются соотношения Х. ‒ В. з., то это не свидетельствует ещё об отсутствии популяционно-генетических процессов. Например, скрещивание близкородственных особей (инбридинг), способствующее увеличению доли гомозигот в популяции, в сочетании с отбором против гомозигот может привести к частотам генотипов, удовлетворяющим соотношениям Х. ‒ В. з. Сопоставление фактически наблюдаемых частот генотипов с теоретически ожидаемыми по Х. ‒ В. з. в ряде случаев позволяет оценить частоты аллелей, вычленить влияющие на них факторы и получить количественные характеристики отбора, неслучайности скрещивания, миграции, случайных флуктуаций и т.п. Представление о генетическом равновесии в популяциях, впервые нашедшем выражение в Х. ‒ В. з., составляет основу современной концепции о взаимодействии популяционно-генетических процессов.

28.

Генная инженерия — понятие более узкое, чем генетиче­ская инженерия, и имеет отношение только к отдельному гену или генам. В ее задачу входят выделение, конструиро­вание и клонирование новых рекомбинантных генов, или молекул ДНК, создание банков генов. В то же время гене­тическая инженерия — более широкое понятие. Она изучает проблемы направленного конструирования с помощью мето­дов генной инженерии новых живых существ с заданными наследственными признаками и свойствами.

Техника выращивания в искусственных условиях клеток высших организмов резко расширила возмож­ности генетической инженерии растений и животных, по­скольку клетки, и в особенности «голые» клетки растений (протопласты), являются удобными реципиентами для вве­дения чужеродного генетического материала.

Вместе с тем культивирование клеток и тканей в про­бирках приобрело самостоятельное практическое значение. Оказалось, что в процессе культивирования с клетками мож­но осуществлять различного рода манипуляции, в резуль­тате которых можно получать клетки, а у растений даже целые организмы с новыми наследственными свойствами (гибриды), клетки, способные продуцировать, в огромных количествах важные для человека вещества, моноклональ-ные антитела, размножать (клонировать) ценные генотипы и т. д. Это направление биологии получило название кле­точной инженерии. Генетическая и клеточная инженерия направлены на ре­шение общей задачи — осуществление контролируемых био­логических манипуляций, связанных с генами, хромосомами, геномами, клетками, протопластами и органеллами клеток с целью создания новых генетических программ (геноти­пов).

Генетическая инженерия — наука совсем молодая. Фор­мально датой ее рождения считают 1972 год, когда амери­канский ученый профессор Берг с сотрудниками создали первую химерную (гибридную) молекулу ДНК.

29.

Генофонд лесных древесных пород и его сохранение.

Для успешного долговременного селекционного улучшения лесных древесных пород необходимо иметь широкую генетическую базу или значительный генофонд, поэтому очень важно заботиться о сохранении уже существующего генетического потенциала популяций. В любой селекционной программе необходимо предусматривать консервацию генов и генных комплексов, при этом необходимо не допускать сужение генетической базы или возникновения эффекта инбредной депрессии.

консервация генов имеет большое значение и его общая цель – сохранение.

Изучите методы консервирования генетических ресурсов:

- консервация генофонда in situ;

- консервация ex situ;

Консервация in situ, или консервация деревьев и насаждений в естественных популяциях, т. е. в местах их извечного проживания.

Консервация ex situ, или сохранение генов, генных комплексов или генотипов в искусственных условиях, т. е. не в месте их естественного проживания.

Следует также заметить, что одни группы растении могут сохраняться только in situ, другие — только ex situ, третьи — обоими методами.

- консервация географических происхождений, экотипов и популяций;

- консервация признаков отдельных деревьев.

Изучите формы выделения и сохранения ценного генофонда лесных древесных пород в России:

- лесные генетические резерваты;

- отбор и сохранение отдельных ценным насаждений и деревьев.

Имейте представление о мировой политике в области сохранения биоразнообразия и консервации генофонда.

Генофонд — это совокупность генов одной популяции, в пределах которой они характеризуются определенной частотой встречаемости. целью селекции является использование существующей изменчивости для получения большего числа деревьев с желательными характеристиками роста, качества или устойчивости. При этом генетичес­кая база обычно ограничивается или сужается для хозяйственно важных характеристик. В начале любой генетико-селекционной программы, особенно ориентированной на отбор, а также в начале любой хозяйственной деятельности, которая ведет к изменениям в составе гено­фонда, необходимо позаботиться о сохранении уже существующего гене­тического потенциала популяций..

Причины потерь генетических ресурсов могут быть самыми разными, например: инвазия насекомых, эпизоотия, вырубка, очистка для сельскохо­зяйственного пользования, экспансия городов, пожары, штормы и др. Лю­бое действие, которое разрушает леса или часть леса, может вести к опас­ной в генетическом отношении ситуации. Особенно эта ситуация пагубна для популяций с ограниченным ареалом. Значительна опасность исчезновения генофонда в экстремальных ус­ловиях, в которых изведение лесов не компенсируется их восстановлени­ем. К тяжелым последствиям ведет не только полное исчезновение вида, но и просто истощение его генетического потенциала, так как в этом слу­чае возможна потеря устойчивости и наиболее ценных комплексов генов.

31.

Селе́кция —отрасль сельского хозяйства, занимающуюся выведением новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур и пород животных. Лесная (от лат. selectio - выбор отбор), наука о методах отбора в естественных популяциях или искусственного получения форм и сортов древесных и кустарниковых растений, имеющих хозяйственную ценность. Селекция как наука оформилась лишь в последние десятилетия. В прошлом она была больше искусством, чем наукой. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении.

История:Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI—XVII веков отбор происходил бессознательно. Только в последнее столетие человек, еще не зная законов генетики, стал использовать отбор сознательно или целенаправленно, скрещивая те растения, которые удовлетворяли его в наибольшей степени. История включает 3 периода: додарвинский, дарвинский, современный. Додарвинский период в истории развития практической селекции включает в свою очередь этапы примитивной, народной и промышленной селекции. Примитивная селекция у древних народов развивалась очень медленно, ее успехи носили случайный характер. В эпоху неолита, т.е. за 10000 лет до н.э., люди уже возделывали многие растения. Дикие виды растений вводились в культуру путем отбора лучших форм растений. В конце XVIII — начале XIX вв. с развитием производительных сил общества возникает промышленная селекция. Выведение новых пород животных и сортов растений, проводившееся в широких масштабах многими заводами и фирмами, приняло промышленный характер. В результате Ч. Дарвин создал теорию селекции — учение об искусственном отборе. Историческое значение достижений практической селекции заключалось в накоплении ценного фактического материала, позволившего ему открыть творческий характер искусственного отбора в эволюции культурных растений. Изменчивость, наследственность и отбор были названы им факторами — предпосылками селекции. Учение об изменчивости живых форм становится предметом науки. С 1900 г начался современный этап. Генетика оформилась как самостоятельная наука.

32.

Селекция лесная является частью селекции - прикладного раздела генетики, который разрабатывает теорию, методы создания и совершенствования сортов растений. Основные этапы лесной селекции: 1) изучение сортового и видового разнообразия древесных растений, являющихся объектами селекционной работы; 2) анализ закономерностей наследования при гибридизации и мутационном процессе, основанный на данных частной генетики; 3) исследование роли среды в развитии признаков и свойств селектируемых видов; 4) разработка систем искусственного отбора, способствующих закреплению и усилению желательных признаков. Лесная селекция является базой для развития лесного семеноводства на генетико-селекционной основе. Селекцию древесных растений проводят на повышение продуктивности, улучшение качественных показателей растений и усиление устойчивости (к патогенам насекомым - вредителям леса).

33.

Задачи современной селекции вытекают из ее определения — это выведение новых и совершенствование уже существующих сортов растений, пород животныхимикроорганизмов. Сортом, породой называют устойчивую группу (популяцию) живых организмов, искусственно созданную человеком и имеющую определенные наследственные особенности.

Цель селекции заключаются в изучении изменчивости и наследственности хозяйственно-ценных признаков и кустарников. Селекцию древесных растений проводят на повышение продуктивности, улучшение качественных показателей растений и усиление устойчивости (к патогенам насекомым - вредителям леса). Задача этой науки заключается в разработке селекционно-генетических методов повышения продуктивности и улучшения качества создаваемых лесов. Основные методы селекции лесной - искусственный мутагенез, отбор (массовый, индивидуальный, групповой) и гибридизация, основанными на достижениях генетики: методом выведения самоопыленных линий и последующего получения линейных гибридов, методом экспериментальной полиплоидии, методом экспериментального мутагенеза.

34.

Географическая изменчивость

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Смотрите также

• 
  Растения геленджика
• 
  Растения гиганты
• 
  Рекорды растений
• 
  Регенерация растений
• 
  Растение афеландра
• 
  Растение стрелолист
• 
  Настурция растение
• 
  Растение настурция
• 
  Кринум растение
• 
  Управление растениями
• 
  Каллизия растение