Взаимодействие генов внеядерная наследственность конспект

Обновлено: 06.07.2024

Наследственность — это уникальная способность живых организмов к передаче собственных признаков каждому последующему поколению.

В какой-то момент люди стали отмечать, что в процессе размножения растения и животные в своем потомстве воспроизводят определенные качества. К тому же, еще до четкого понимания механизмов передачи наследственной информации люди активно практиковали селекцию. Человек научился получать растения разных сортов и породы животных с определенными качествами и признаками.

Развитие микробиологии дало понимание, что нуклеиновые кислоты являются хранителями и переносчиками наследственной информации.

Есть два вида наследственности:

Ядерная наследственность. Она представляет собой совокупность наследственной информации, которая содержится в нуклеиновых кислотах ядра (а именно в хромосомах). Также такая наследственность называется хромосомной.
Внеядерная или цитоплазматическая наследственность. Под ней понимают способность определенных структур цитоплазмы хранить, а затем передавать следующим поколениям наследственную информацию.

Виды наследственности

Цитоплазматическая наследственность

В основе внеядерной или цитоплазматической наследственности лежит способность определенных структурных компонентов цитоплазмы к сохранению и передаче от родительского организма дочернему часть наследственной информации.

В процессе наследования главная роль отводится генам хромосом — именно они обеспечивают наследование большей части признаков организма. Тем не менее внеядерная наследственность тоже важна.

С цитоплазматической наследственностью связаны два генетических явления:

с наследованием признаков, которые обусловлены внеядерными генами, находящимися в специальных органеллах. Роль таких органелл отводится пластидам и митохондриям;
с возникновением у потомков признаков, обусловленных ядерными генами родительских форм. На их развитие и проявление оказывает влияние цитоплазма яйцеклетки.

В митохондриях и пластидах, под которыми понимают способные к самоудвоению полуавтономные органеллы, в начале 20 века ученые обнаружили наличие генов.

Пластидное наследование

Связанная с генами пластид цитоплазматическая наследственность встречается у многих цветочных растений (львиный зев, ночная красавица и др). Некоторые из них — формы с довольно пестрыми листьями. Такой признак передается только по материнской линии.

Пестрые листья — результат того, что отдельные части пластид не могут образовывать хлорофилл. Так же в ходе образования гамет (спермиев и яйцеклеток) пластиды попадают к яйцеклеткам, а не к спермиям.

Пластиды, которые размножаются делением, характеризуются генетической непрерывностью:

зеленые пластиды дают начало зеленым;
бесцветные пластиды образуют бесцветные.

В процессе деления клетки разного типа пластиды распределяются случайным образом. Так происходит образование клеток с бесцветными, зелеными или пластидами обоих вариантов одновременно.

Митохондриальная наследственность

Связанную с митохондриями цитоплазматическую наследственность изучали на примере дрожжей. Их митохондрии содержат гены, влияющие на наличие или отсутствие дыхательных ферментов. Помимо этого, эти гены определяют степень устойчивость к определенным антибиотикам.

Есть способ, который помогает проследить, как влияют ядерные гены материнского организма через цитоплазму яйцеклетки на формирование некоторых состояний отдельных признаков потомков. Для этого используется пресноводный брюхоногий моллюск-прудовик.

Для него характерно наличие форм с разными состояниями наследственного признака: раковина этого моллюска может быть закручена как влево, так и вправо.

Аллель, обеспечивающая закрученность ракушки вправо, доминирует над аллелью, гарантирующей левозакрученность. При этом само направление закрученности определяют исключительно гены материнского организма.

Правозакрученную ракушку, к примеру, могут иметь гомозиготные особи по рецессивному признаку левозакрученности. Но только тогда, когда происходят от материнского организма с доминантной аллелью правозакрученности.

В примерах, которые мы до сих пор рассматривали, каждый ген определял только один признак и развитие каждого признака зависело только от одного гена. Однако, как правило, отношения между генами и признаками гораздо сложнее.

Множественное действие гена. Один и тот же ген может влиять на формирование ряда признаков организма. Например, ген, вызывающий образование бурой семенной кожуры у гороха, способствует развитию пигмента и в других частях растений. Растения с семенами, покрытыми бурой семенной кожурой, имеют цветки фиолетовой окраски, а растения с белой кожурой семян — белые цветки. Влияние одного гена на развитие многих признаков называют множественным действием гена. Такое множественное действие характерно для большинства генов.

Обычно судят о действии гена только по тем признакам, которые легко обнаруживаются. Например, у мухи дрозофилы глаза имеют красную окраску, развитие которой обусловлено присутствием гена W. При наличии аллелей w пигмент, влияющий на окраску глаз, отсутствует и они становятся белыми. Оказалось, что аллель w влияет также на осветление окраски тела и изменение формы некоторых внутренних органов мухи.

В некоторых случаях проявление множественного действия гена легко наблюдать. Например, у человека есть ген, определяющий рыжую окраску волос. Этот же ген обусловливает более светлую окраску кожи, а также появление веснушек. У растений гороха ген, отвечающий за красную окраску цветков, определяет и красноватый оттенок стеблей.

Отношение ген — признак. При скрещивании в результате взаимодействия двух различных генов в потомстве могут возникать новые признаки, отсутствовавшие у родительских организмов. Это явление называют новообразованием при скрещиваниях. Его очень часто наблюдают при разведении домашних животных и культурных растений.

Приведем пример. У душистого горошка — садового растения — есть много сортов, которые отличаются по окраске цветков, в частности сорта с белыми цветками. При некоторых комбинациях скрещивания двух белых сортов между собой полученные семена дают растения с фиолетовыми цветками. Биохимический анализ показал, что фиолетовая окраска цветков душистого горошка — результат реакции между двумя веществами, каждое из этих веществ образуется под действием определенного гена. Имеется два гена, каждый с двумя аллелями — С, с и Р, р. Окраска цветков образуется тогда, когда в генотипе растения присутствуют одновременно два доминантных гена С и Р. Скрещивание двух сортов душистого горошка с белыми цветками, когда гибриды первого поколения имеют фиолетовые цветки, записывают следующим образом:

Таким образом, мы видим, что в генотипе любого организма гены взаимодействуют между собой; на фенотипическое проявление признака влияет целый комплекс генов. Сочетания генов в организме обусловливают индивидуальные различия особей одного вида.

Внеядерная наследственность. Приведенные выше примеры ведущей роли ядра и хромосом в генетических процессах не следует рассматривать как свидетельство отсутствия какой-либо роли цитоплазмы в передаче свойств из поколения в поколение. Участие цитоплазмы в формировании некоторых признаков связано с работой внеядерных генов, расположенных в органоидах. Митохондрии и хлоропласты содержат ДНК, ее гены кодируют ряд признаков. О наличии внеядерных генов свидетельствуют данные о наследовании некоторых признаков у растений. К их числу относится пестролистность у ночной красавицы и львиного зева.

Наследование этого признака не укладывается в рамки законов Менделя. Объясняется такое наследование тем, что пластиды бывают окрашенные и неокрашенные. Эти органоиды воспроизводятся в клетке независимо от деления ядра и случайно распределяются между дочерними клетками. Из клеток, содержащих смесь зеленых и неокрашенных пластид, при делении могут появляться клетки трех возможных типов: содержащие только неокрашенные, только окрашенные пластиды и содержащие смесь пластид. В результате возникают три варианта окраски растений: окрашенные, неокрашенные и мозаичные. Поскольку единственный способ проникновения пластид в зиготу связан с яйцеклеткой, а не со спермием (так как он не содержит пластид), наблюдается материнское наследование.

Взаимодействия аллельных генов

Полное доминирование (доминантность) — полное преобладание в фенотипе гетерозиготного организма одного аллеля (доминантного) над другим (рецессивным) одного и того же гена.
Неполное доминирование — у гетерозиготного организма доминантный аллель не до конца подавляет рецессивный того же гена. При неполном доминировании фенотип гетерозиготы Аа будет промежуточным между фенотипом доминантной АА и рецессивной аа гомозигот.
Сверхдоминирование — доминантный аллель в гетерозиготном состоянии проявляется в фенотипе сильнее, чем в гомозиготном (Аа > АА). При этом типе имеет место действие летальных генов (серповидноклеточная анемия в условиях заражения малярией: здоровая особь АА гибнет от малярии, особь Аа — рецессивный аллель а (серповидноклеточная анемия) защищает организм от заболевания малярией, гомозиготы аа умирают от анемии).
Кодоминирование — в фенотипе гетерозиготного организма проявляются оба аллеля одного и того же гена. Четвёртая группа крови человека (генотип I А I В ): в эритроцитах крови одновременно имеются антиген А (I А I А или I А I 0 ), характерный для II группы крови, и антиген В (аллель I B I B или I B I 0 ), свойственный III группе крови. Их отсутствие (I 0 I 0 ) в крови человека определяет формирование I группы крови. Аллели I А и I B — кодоминантные.

Кодоминирование и неполное доминирование фенотипически схожи, но имеют различные механизмы проявления. Кодоминирование — полноценное проявление двух аллелей; неполное доминирование — доминантный аллель не полностью подавляет рецессивный, генотипы различаются степенью выраженности признака.

Взаимодействие неаллельных генов

Эпистаз — взаимодействие неаллельных генов, при котором один ген подавляет действие гена из другой (неаллельной) пары. Подавляющий ген называется эпистатическим, или супрессором (ингибитором), подавляемый — гипостатическим. Если ингибитор доминантный, эпистаз называют доминантным (А > В). Если ингибитор рецессивный, эпистаз — рецессивный (аа > В_ или аа > bb).

Плейотропия — явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять на несколько фенотипических признаков. Один белок-фермент, образующийся под контролем одного гена, определяет развитие не только данного признака, но и воздействует на вторичные реакции биосинтеза других признаков и свойств, вызывая их изменения (синдром Марфана).

Полимерия — взаимодействие неаллельных генов, при котором один и тот же признак контролируется несколькими доминантными неаллельными генами, действующими на этот признак однозначно и в равной степени, усиливая его проявление. Такие однозначные гены называют полигенами (полимерными) и обозначают одной буквой латинского алфавита, но с разными цифровыми индексами. Например, доминантные полимерные гены — A₁, А₂, A₃ и т. д., рецессивные — а₁, а₂, а₃ и т. д. Различают два вида полимерии: кумулятивная (наследование, при котором с увеличением дозы доминантных генов усиливается степень выраженности признака, — цвет кожи) и некумулятивная (степень выраженности признака не зависит от количества доминантных генов с однозначным фенотипическим проявлением, признак развивается в полной мере при наличии хотя бы одного гена).

Комплементарность — взаимодействие неаллельных генов, в результате которого проявляется новый признак, не определявшийся ни одним, ни другим геном.

Типы комплементарности

Развитие нового признака организма определяется доминантными юнами из различных пар хромосом, каждый из которых не имеет самостоятельного фенотипического проявления.
Один из доминантных генов способен к самостоятельному фенотипическому проявлению,
Доминантные гены из разных пар хромосом, каждый из которых имеет собственное фенотипическое проявление.

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

Законы наследственности применимы не только к растениям и животным, но и к человеку. От родителей ребенок получает набор генов, определяющих развитие всех признаков. У человека, как и у других организмов, есть доминантные и рецессивные признаки. Ф. Гальтон впервые выделил наследственность человека как самостоятельный предмет исследования в 1865 г.

Генетика человека — раздел общей генетики, изучающий особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека. Генетика человека является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения.

Главная цель: разработка путей сохранения, продления и оздоровления жизни человека, а также вы явление его истинных способностей.

Методы изучения генетики человека:

генеалогический;
близнецовый;
цитогенетический;
биохимический;
популяционно-статистический;
метод дерматоглифики;
молекулярно-генетический;
гибридизация ДНК;
метод соматической гибридизации.

Генеалогический метод — изучение родословной человека для выявления распространения какого-либо признака или наследственного заболевания, установление наследственного характера определенных способностей человека.

Цитогенетический метод — исследование структуры хромосом. Хромосомы, окрашенные специальными красителями, рассматривают под микроскопом. Используют для изучения наследственных заболеваний, связанных с нарушениями структуры хромосом.

Близнецовый метод — сравнение характера проявления одних и тех же признаков у близнецов. Используется для выявления роли наследственности и среды в развитии тех или иных признаков.

Биохимический метод — выявление нарушений обмена веществ при некоторых наследственных заболеваниях.

Онтогенетический метод — используется для выяснения механизма развития наследственных заболеваний в онтогенезе, что важно для их лечения и профилактики.

Популяционный метод — изучение распространения отдельных генов или хромосомных аномалий в человеческих популяциях.

Особенности изучения генетики человека

Невозможность произвольного скрещивания.
Позднее наступление половой зрелости.
Небольшое число детей у большинства супружеских пар. Невозможность уравнивания условий жизни для потомства.

Генотип как целостная система

Генотип — целостная система взаимодействующих генов организма. Гены могут наследоваться независимо, либо находиться в тесном взаимодействии друг с другом. Целостность генотипа сформировалась в процессе эволюции вида. Признаком системности генотипа является взаимодействие генов.

Термин генотип предложен в 1909 г. датским генетиком Вильгельмом Иогансеном. Он же ввел термины: ген, аллель, фенотип, линия, чистая линия, популяция.

Образовательная : сформировать знания о взаимодействии аллельных и неаллельных генов.

Воспитательная : воспитать трепетное и бережное отношение к своему организму, как носителю уникального генотипа; расширить представления

о влиянии окружающей среды на формирование фенотипа.

Развивающая : способствовать развитию представлений о закономерностях наследования признаков.

1. Таблицы: “Моногибридное скрещивание”, “Промежуточный характер наследования”, “Группы крови”.

2. Раздаточный материал с текстом генетических задач.

“Пока живёшь, обучайся,
Не жди, когда старость принесет тебе мудрость”

Актуализация целей и задач урока (вступительное слово учителя)

Организация словарной разминки по основным генетическим понятиям.

II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Часто развитие признаков является следствием сложного взаимодействия между несколькими генами. Характер взаимодействия генов различен. Во взаимодействие могут вступать как аллельные гены, так и неаллельные. Основные типы взаимодействия генов представлены в таблице:

Типы взаимодействия генов

Взаимодействие аллельных генов

Взаимодействие неаллельных генов

1. Полное доминирование

2. Неполное доминирование

Взаимодействие аллельных генов.

1. Если гетерозиготные гибриды первого поколения имеют одинаковый фенотип и похожи на одну из родительских особей, то в этом случае имеет место полное доминирование.

Расщепление во втором поколении по фенотипу 3:1. Таким образом, один из генов (доминантный) полностью подавляет действие другого (рецессивного).

Пример полного доминирования признаков у человека

Р: фенотип ♀ карие глаза х ♂ голубые глаза

F 1 : генотип Аа

фенотип 100 % карие глаза

Самооценка (решение задачи)

Белого кролика (аа) скрестили с черным кроликом (АА). Укажите виды гамет. Определите фенотип и генотип полученного потомства.

2. Доминантный признак не всегда полностью подавляет рецессивный, поэтому возможно появление промежуточных признаков у гибридов.

Это явление получило название неполное доминирование.

Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и равно 1:2:1

Пример неполного доминирования признаков у человека

Р: фенотип ♀ курчавые волосы х ♂прямые волосы

F 1 : генотип Вв

фенотип 100 % волнистые волосы

Самооценка (решение задачи)

Скрестили астру с красными цветками (АА) с астрой с белыми цветками (аа). Определите генотип и фенотип цветков в первом и во втором поколениях.

3. Кодоминирование - проявление в потомстве признаков обоих родителей.

Примером кодоминирования является наследование группы крови у человека.

В 1901 году чешский ученый Ян Янский изучая биохимический состав крови, обнаружил наличие белков в плазме и эритроцитах.

В эритроцитах агглютиногены А и В, в плазме агглютинины α и β.

В зависимости от содержания агглютиногена в эритроцитах и агглютинина в плазме различают 4 группы крови:

Агглютиногены в эритроцитах

Агглютинины в плазме

Самооценка (решение задачи)

Суд рассматривает иск о неуплате алиментов. У матери I группа крови, а у ребенка II группа. Возможно ли, что у отца ребенка группа крови III ? Определите группу крови отца.

Взаимодействие неаллельных генов.

А В - признак проявляется

аа В - признак не проявляется

А вв- признак не проявляется

По такому принципу наследуется форма гребня у кур, форма плодов у тыквы и др.

Пример: У кур имеется 4 формы гребня:

Розовидный -А
Гороховидный -В
Ореховидный (при наличии двух доминантных неаллельных генов - АВ)
Простой (при отсутствии всех доминантных генов - аавв)

Самооценка (решение задачи)

У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В . Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F 1 и F 2 получится от скрещивания растений с генотипами ААbb и ааВВ ?

2. Тип взаимодействия неаллельных генов, при котором один из генов полностью подавляет действие другого гена, называется эпистаз. Ген, подавляющий действие другого гена называется ген-супрессор.

Пример: У тыквы ген А вызывает появление желтой окраски плодов,

В- подавляет действие любой окраски (ген –супрессор)

в- не мешает проявлению окраски.

Т.о при наличии в генотипе гена-супрессора окраска не проявляется

ААВВ - плоды белые

АаВв - плоды белые

ааВв - плоды белые

Самооценка (решение задачи)

При скрещивании растений одного из сортов тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство F 1 имело белые плоды. При скрещивании этого потомства между собой в их потомстве F 2 было получено:

204 растения с белыми плодами,
53 растения с желтыми плодами,
17 растений с зелеными плодами.

Определить возможные генотипы родителей и потомства.

Чем больше в генотипе доминантных генов, обуславливающих этот признак, тем ярче этот признак проявляется. По этому принципу наследуется цвет кожи у человека: у человека цвет кожи определяется неаллельными генами А и В.

4 доминантных гена ААВВ – черный цвет кожи (негр)

3 доминантных гена ААВв или АаВВ - темная окраска кожи (мулат)

2 доминантных гена ААвв, ааВВ, АаВв – средняя окраска кожи (мулат)

1 доминантный ген Аавв, ааВв - светлая окраска кожи (мулат)

отсутствие доминантных генов аавв- белый цвет кожи

Самооценка (решение задачи)

Дочь белой женщины и негра вышла замуж за негра. Определите фенотип и генотип детей, рожденных от этого брака.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Внеядерная наследственность

Задачи урока:

1. Образовательные . Продолжить формировать знания о цитоплазматической наследственности. Продолжить формирование понятийного аппарата в области генетики и умения им пользоваться.. Продолжить формирование навыков работы с книгой.
2. Развивающие. Развитие умения самостоятельной работы с текстом. Развитие памяти и умения применять полученные знания (входе решения задач). Развитие умения обращаться к ранее изученному материалу. Развитие умения анализировать материал темы. Продолжить формировать умения читать и понимать научный текст.

3. Воспитательные. Воспитание ответственного отношения к самостоятельной работе. Воспитание критической оценки результатов одноклассников. Воспитание критического отношения к своим способностям и знаниям в ситуации выбора. Формировать научно – материалистическое мировоззрение собственных убеждений. Формировать трепетное отношение к своему организму как носителю уникального генотипа. Развивать представление о влиянии среды на формирование фенотипа.
Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: раскрывающий содержание темы.

Оборудование: проектор, учебник.

1. оргмомент

2. мотивация учебной деятельности

Что такое наследственность?

В чем заключена информация о признаках организма?

Где находятся хромосомы?

Известно, что главными носителями наследственности во всех известных к настоящему времени живых системах являются гены, локализованные в хромосомах. Наследование этих генов подчиняется менделевским законам расщепления признаков в потомстве.

Наряду с этим объективно существует так называемая внеядерная или цитоплазматическая наследственность, которая обеспечивается репликацией и транскрипцией нуклеиновых кислот, располагающихся либо автономно в цитоплазме клетки, либо в составе некоторых органелл цитоплазмы (в частности – в митохондриях и в пластидах).

3. Формулирование темы урока, постановка цели

Итак, как вы думаете, о чем мы будем сегодня говорить?

Продолжить формировать знания о внеядерной наследственности, видах, критериях и причинах внеядерной наследственности,

продолжать формировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой.

4. Изучение нового материала

Слайд 2 Основоположником изучения внеядерной наследственности принято считать К. Корренса, который в 1908 году описал явление пестролистности у ночной красавицы – признака, который наследуется через пластиды.

Слайд 3 Совокупность внеядерных генетических элементов клетки принято называть плазмоном, а отдельные элементы этой системы – плазмогенами . Существует несколько основных критериев, которые позволяют отличить цитоплазматическую наследственность от хромосомной

Критерии внеядерного наследования:

1) различия в результатах реципрокных по полу скрещиваний в случаях, когда имеется явление гетерогаметности. Такие различия обусловлены тем, что сперматозоиды практически лишены цитоплазмы, поэтому признаки, детерминируемые внеядерными генами, будут наследоваться исключительно по материнской линии. Этот критерий цитоплазматической наследственности не применим для тех организмов, для которых характерно явление изогамии (грибы, водоросли), так как количество цитоплазмы обоих родителей в зиготе в этих случаях будет одинаково.

2) Невозможность выявить сцепления генов, т.к. некоторые хромосомные гены расположены в определенных локусах хромосом, обнаруживают сцепление с другими генами этой же хромосомы; их возможно картировать..

3) Отсутствие типичного менделевского количественного расщепления в потомстве

Лишь совокупный анализ всех этих критериев может дать утвердительный или, наоборот, отрицательный результат.

Слайд 5 Кроме того, существует целый ряд явлений, которые имитируют цитоплазматическую наследственность, однако не относятся к таковой. Это случаи наследования признаков через различные инфекции цитоплазмы, варианты длительных модификаций и, наконец, явление предетерминации цитоплазмы. Таким образом, лишь полный генетический анализ во всех его вариантах, помогает исследователям установить – осуществляется наследование либо ядерными генами, либо плазмагенами, либо имеет место имитация действия плазмагенов.

Слайд 6 Пластидная наследственность была впервые продемонстрирована К. Корренсом в 1908 году на примере наследования признака пестролистности у растения ночная красавица.

Известно, что у этого растения имеется разновидность, обладающая признаком пестролистность (то есть на одном растении одновременно находятся листья полностью зеленые и листья, в которых зеленая ткань чередуется с бесцветными полосами и пятнами – участками тканей, лишенных хлорофилла).

Пластидная наследственность

Оказалось, что если цветки у ночной красавицы образуются на зеленых ветвях такого пестролистного растения, то независимо от того, какой пыльцой их опылять, они дадут семена, из которых всегда вырастают нормальные зеленые растения. Если же семена завязываются на пестролистных побегах, то образуется потомство, смешенное в различном соотношении и состоящее из зеленых, пестролистных и неокрашенных растений (как правило, нежизнеспособных).

Слайд 7 Этот факт можно объяснить, предположив, что у пестролистных растений имеются два типа пластид: нормальные и аномальные, не способные образовывать хлорофилл. При размножении из нормальных происходят нормальные, а из аномальных – аномальные пластиды. Если семяпочка образуется на пестролистном побеге, то в ее клетках содержится два типа пластид (белые и зеленые).

Из такой семяпочки образуются яйцеклетки, содержащие в цитоплазме либо зеленые пластиды, либо белые пластиды, либо те и другие одновременно. При этом механизм распределения зеленых и белых пластид является совершенно случайным. Соответственно, случайным будет и распределения признаков окрашенности, неокрашенности и пестролистности в потомстве.

Передача пластидной наследственности происходит исключительно по материнской линии, так как пластиды находятся исключительно в яйцеклетках, но не в спермиях.

Это положение хорошо демонстрируется на примере реципрокных скрещиваний пестролистных и нормальных зеленых растений. Если в таком скрещивании в качестве материнского берется пестролистная форма, то она будет образовывать три типа яйцеклеток и, соответственно, в потомстве будет наблюдаться расщепление. Если же в качестве материнского растения берется нормальная (зеленая) форма, то в этом случае тип образующихся яйцеклеток будет всегда один – все с пластидами.

Цитоплазматическая мужская стерильность

Кукуруза – однодомное растение; женские цветки у нее собраны в початок, мужские – в метелку. Иногда в метелке встречаются недоразвитые пыльники, содержащие стерильную пыльцу. Выяснилось, что стерильность пыльцы определяется некоторыми особенностями цитоплазмы.

Если растение, обладающее ЦМС, опылить пыльцой взятой от других растений, то в потомстве будут наблюдаться формы со стерильной пыльцой. Следовательно, признак мужской стерильности передается по материнской линии. Даже когда все 10 пар хромосом стерильного по пыльце растения замещали хромосомами растений с нормальной пыльцой, то мужская стерильность сохранялась.

Цитоплазму, которая обуславливает мужскую стерильность, принято обозначать как цит( s ), соответственно, нормальную цитоплазму обозначают как цит( n ). Генетический анализ показал, что на явление мужской стерильности, помимо цитоплазматических факторов, влияет также и ядерный генотип растения. Так, цитоплазма цит s может обусловить стерильность только при наличии в генотипе рецессивного гена rf в гомозиготном состоянии. Если же в генотипе присутствует доминантный ген RF (даже в гетерозиготном состоянии), растение имеет нормальную фертильную пыльцу. Следовательно, ядерный ген RF способен восстанавливать фертильность пыльцы.

Такие взаимоотношения между цитоплазмой и ядерным генотипом позволили разработать методику и составить схему получения межлинейных гибридов кукурузы с использованием явления ЦМС.

Использование явления ЦМ C

Использование явления ЦМС при создании межлинейных гибридов кукурузы имеет определенные причины. В свое время было выяснено, что при скрещивании специально подобранных линий можно получать гибриды, которые на 25 – 30 % превышают по урожайности лучшие сорта. Такие линии высевают чередующимися рядами на участках гибридизации. Однако для получения гибридных семян необходимо было вручную удалять на растениях материнской формы все метелки, что требовало больших затрат.

Открытие и использование цитоплазматической мужской стерильности позволило коренным образом решить проблему получения гибридной кукурузы.

В частности, путем возвратных насыщающих скрещиваний были получены стерильные аналоги материнских линий, т.о. гибриды перевели на стерильную основу, что позволило возделывать их без затрат ручного труда на обрывание метелок.

У многих сортов культурных растений использование в сельскохозяйственной практике гибридов стало возможным только после открытия ЦМС, так как ручная кастрация цветков у таких видов как лук, огурцы, помидоры, сорго и др. затруднена или даже невозможна.

Геном митохондрий человека

Сдайд 11 : - представлен одной кольцевой молекулой ДНК размером 16 569 пар нуклеотидов. Он кодирует 13 белков, 22 (все) транспортные РНК, две рибосомные РНК.

60% генов, кодирующих белки, приходится на семь субъединиц комплекса, окисляющего НАДН; остальные гены кодируют две субъединицы АТФ-синтетазы, три субъединицы цитохромоксидазы, одну субъединицу цитохрома b.

В транскрибируемых и транслируемых областях цепей митохондриальной ДНК выявлено меньшее число некодирующих участков по сравнению с ядерной ДНК. Установлено также, что по целому ряду характеристик генетический код митохондриальной ДНК отличается от универсального.

Причины существования цитоплазматической наследственности

- как полагают, кроются в необходимости обеспечения большей гибкости в процессе развития клетки. Известно, что репликация хромосом всегда тесно связана с циклом клеточного деления, в то же время органоиды, в том числе пластиды и митохондрии, развиваются относительно независимо от клеточного деления, при этом непосредственно реагируют на воздействия окружающей среды.

Поэтому, с точки зрения природной целесообразности желательно, чтобы часть генетической информации, могла бы претерпевать репликацию независимо от ДНК хромосом. По-видимому, внехромосомные генетические системы имеют определенное значение для более быстрой реакции на меняющиеся условия среды.

5. Обобщение и систематизация знаний

Учебник стр.226 вопросы 2,3,4 – ответить устно

6. Рефлексия

Слайд 12 Оцени СВОЮ РАБОТУ на уроке.

Ответь на вопросы:

1. Сегодня на уроке я узнал(а) ( ЧТО? ) ____________________________________________

2. Сегодня на уроке я научился(лась) ( ЧЕМУ? ) ____________________________________

3. Сегодня на уроке на научился(лась) лучше делать ( ЧТО? )

4. Самым неожиданным для меня сегодня стало ( ЧТО? )

5. Сегодня на уроке я мог(ла) бы сделать лучше ( ЧТО СДЕЛАТЬ?)

Осталось непонятным ( ЧТО? ) _________________________________________________

Читайте также: