Полиплоидия.Классификация полиплоидов: автополиплоидия, аллополиплоидия, анеуплоидия.

Изменение числа хромосом в клетке может происходит за счет увеличения или уменьшения целых гаплоидных наборов или отдельных хромосом. Орг-мы, у которых произошло измен-е гаплоидных наборов, наз. собственно полиплоидами. Организмы, у которых число хромосом не кратное гаплоидному наз. гетероплоидами.

Полиплоиды возникают 2-мя путями: 1 при нарушении митоза - митотич. полиплоидия

2 при нарушении мейоза – мейотическая полиплоидия.

Полиплоидные ряды

Кратное измен-е числа хромосом явл. важным источником изменчивости и применяется в селекции растений. Первые экспериментально полученные полиплоиды опис.Винклер в 1916. В настоящее время известно, что более 1/3 всех цветковых раст. являются полиплоидами.

Род пшеница состоит из нескольких видов, кот. делятся на 3 группы: 1. однозернянки 2n=14 2.твердая пшеница 4n=28 3. мягкая пшеница (42хром.)

Такой же ряд полиплоидов известен внутри рода овес и вика.

Полиплоидный ряд-группа родственных видов, у кот. наборы хромосом составляют ряд возрост-го кратного увелич. основного (n) числа хромосом.

Сущ. роды раст. с таким полиплоидным рядом, когда увелич. набора хромосом соответ. одному основному числу.

Полиплоиды, возникшие на основе умнож. хромосомных наборов одного вида наз. автополиплоидами – исп. в селекции.

Полиплоиды, возникшие на основе умнож. генома в разл. видах наз. аллополиплоидами.

Подавляющее большинство аллополиплоидов обр. не жизнеспособные гаметы.

Изменение числа хромосом, не кратное гаплоид. наз. гетероплоидией или анеуплоидией (открыл Бриджес)

Эуплоидия-состояние клеток, тканей или организмов, при котором в них существует полный набор хромосом или когда каждая клетка содержит все хромосомы из данного набора.

 

 

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.