- •Понятие о наследственности и изменчивости.
- •Причины генных мутаций:
- •Предмет генетики и ее место в системе биологических наук
- •Механизм репликации
- •Транскрипция
- •Трансляция
- •Свойства генетического кода:
- •Роль ядра и цитоплазмы в сохранении и передачи наследственной информации
- •Хромосомы – материальная основа наследственности.
- •Мейоз и его генетическое значение
- •Спорогенез, гаметогенез и оплодотворение у покрытосеменных растений
- •Опыление
- •Комплементарность
- •Хромосомная теория и история ее создания
- •Сцепленное наследование и кроссинговер
- •Ядерная и цитоплазматическая наследственность. Особенности наследования признаков, контролируемых генами и плазмогенами.
- •Ядерная
- •Цитоплазматическая
- •Цитоплазматическая мужская стерильность (цмс)
- •Формирование признаков как результатов взаимодействия генотипов и факторов среды
- •Мутации как фактор изменчивости
- •Генные мутации
- •Геномные мутации
- •Хромосомные мутации
- •Индивидуальный мутагенез. Физические и химические мутагены
- •Взаимосвязь наследственности, изменчивости и среды. Модификации.
- •Изменение числа хромосом: гаплоидия, автоплоидия, аллоплоидия, анеуплоидия
- •Автополиплоидия. Пониженная плодовитость автополиплоидов и методы ее повышения. Использование автополиплоидов в селекции растений.
- •Роль амфидиплоидии и восстановлении плодовитости отдаленных гибридов. Работы Карпеченко по созданию редечно-капустного гибрида. Получение тритикали – ржано- пшеничного амфидиплоида.
- •Межвидовые и межродовые гибриды, их значение в природе и селекции.
- •Трудности скрещивания отдаленных форм, их причины и методы преодоления .
- •Причины понижения плодовитости и бесплодия отдаленных гибридов.
Причины генных мутаций:
1) выпадение нуклеотида;
2) вставка лишнего нуклеотида (эта и предыдущая причины приводят к сдвигу рамки считывания);
3) замена одного нуклеотида на другой.
Передача наследственных признаков в ряду поколений особей осуществляется в процессе размножения. При половом — через половые клетки, при бесполом наследственные признаки передаются с соматическими клетками.
Единицами наследственности (ее материальными носителями) являются гены. В функциональном отношении конкретный ген отвечает за развитие какого-то признака. Это не противоречит тому определению, которое мы давали гену выше. С химической точки зрения ген - участок молекулы ДНК. Он содержит генетическую информацию о структуре синтезируемого белка (т. е. последовательности аминокислот в белковой молекуле). Совокупность всех генов в организме определяет совокупность конкретных белков, синтезируемых в нем, что в конечном счете приводит к формированию специфических признаков.
У прокариотной клетки гены входят в состав единственной молекулы ДНК, а у эукариотной - в молекулы ДНК, заключенные в хромосомах. При этом в паре гомологичных хромосом в одних и тех же участках располагаются гены, отвечающие за развитие какого-то признака (например, окраска цветка, форма семян, цвет глаз у человека). Они получили название аллельных генов. В одну пару аллельных генов могут входить либо одинаковые (по составу нуклеотидов и определяемому ими признаку), либо отличающиеся гены.
-
Предмет генетики и ее место в системе биологических наук
Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Цитология (наука о клетке) позволяет исследовать природу хромосомы и гена, особенности передачи наследственной информации. Биохимия – исследует молекулярные основы наследственности: химическое строение ДНК и гена, биохимические процессы, происходящие при реализации механизма передачи наследственной информации. Микробиология и вирусология – представили генетики объекты исследований – бактерии и вирусы. Многие вопросы молекулярной генетики были решены, благодаря связи генетики с этими науками. Процессы реализации наследственной информации в онтогенезе исследуются на основе использовании методов эмбриологии и физиологии. Математика – генетика одна из наиболее математизированных биологических дисциплин и используется на всех этапах исследований, от опытов Менделя до сложных моделей в генетике популяций.
-
Методы генетики
Основной метод генетики – гибридологический (скрещивание определенных организмов и анализ их потомства, этот метод использовал Г.Мендель).
Гибридологический метод не подходит для человека по морально-этическим соображениям, а так же из-за малого количества детей и позднего полового созревания. Поэтому для изучения генетики человека применяют косвенные методы.
1) Генеалогический – изучение родословных. Позволяет определить закономерности наследования признаков, например:
-
если признак проявляется в каждом поколении, то он доминантный (праворукость)
-
если через поколение – рецессивный (голубой цвет глаз)
-
если чаще проявляется у одного пола – это признак, сцепленный с полом (гемофилия, дальтонизм)
2) Близнецовый – сравнение однояйцевых близнецов, позволяет изучать модификационную изменчивость (определять воздействие генотипа и среды на развитие ребенка).
Однояйцевые близнецы получаются, когда один зародыш на стадии 30-60 клеток делится на 2 части, и каждая часть вырастает в ребенка. Такие близнецы всегда одного пола, похожи друг на друга очень сильно (потому что у них совершенно одинаковый генотип). Отличия, которые возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с воздействием условий окружающей среды.
Разнояйцевые близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются, когда в половых путях матери одновременно оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут быть одного или разного пола, похожи друг на друга как обычные братья и сестры.
3) Цитогенетический – изучение под микроскопом хромосомного набора – числа хромосом, особенностей их строения. Позволяет выявлять хромосомные болезни. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.
-
ДНК – основной материальный носитель наследственной информации
Почти вся ДНК находится в хромосомах. В различных организмах содержится разное количество ДНК. Но у одного и того же организма в различных клетках (их ядрах) ее количество одинаково, хотя сами клетки значительно различаются по своему химическому составу. Количество ДНК в половых клетках в два раза меньше, чем в соматических. При образовании гамет оно уменьшается ровно наполовину и точно восстанавливается в зиготе. Соответственно изменению числа хромосом изменяется количество ДНК в соматических и половых клетках. Таким образом, изменение в клетках количественного содержания ДНК регулируется процессами мейоза и оплодотворения. Это указывает на прямую связь ДНК с размножением организмов. Мутагенное действие различного рода излучений и химических веществ на организмы связано в первую очередь с изменением ДНК.
Важнейшее свойство клетки — способность ее к самовоспроизведению. Но, кроме ДНК, ни один составной компонент клетки, в том числе и все белки, таким свойством не обладают. Способность молекул ДНК к саморепродукции имеет непосредственную связь с клеточным делением и размножением организмов. Молекулы ДНК в сравнении с белковыми обладают огромной устойчивостью. С этим свойством ДНК связано большое постоянство наследственности.