Генетика в животноводстве реферат

Обновлено: 04.07.2024

В своем реферате я рассмотрю такие вопросы, как законы наследования, генную инженерию и биотехнологии.

Генетика является одной из самых прогрессивных наук естествознания. Ее достижения изменили естественнонаучное и во многом философское понимание явлений жизни. Роль генетики для практики селекции и медицины очень велика. Значение генетики для медицины будет возрастать с каждым годом, ибо генетика касается самых сокровенных сторон биологии и физиологии человека. Благодаря генетике, ее знаниям, разрабатываются методы лечения ряда наследственных заболеваний, таких, как фенилкетонурия, сахарный диабет и другие. Здесь медико-генетическая работа призвана облегчить страдания людей от действия дефектных генов, полученных ими от родителей. Внедряются в практику приемы медико-генетического консультирования и прентальной диагностики, что позволяет предупредить развитие наследственных заболеваний.

1. ГЕНЕТИКА ПОЛА

Пол — совокупность признаков, по которым производится специфическое разделение особей или клеток, основанное на морфологических и физиологических особенностях, позволяющее осуществлять в процессе полового размножения комбинирование в потомках наследственных задатков родителей.

Морфологические и физиологические признаки, по которым производится специфическое разделение особей, называется половым.

Признаки, связанные с формированием и функционированием половых клеток, называется первичными половыми признаками. Это гонады (яичники или семенники), их выводные протоки, добавочные железы полового аппарата, копулятивные органы. Все другие признаки, по которым один пол отличается од другого, получили название вторичных половых признаков. К ним относят: характер волосяного покрова, наличие и развитие молочных желез, строение скелета, тип развития подкожной жировой клетчатки, строение трубчатых костей и др.

1.1. Генетические механизмы формирования пола

Начало изучению генотипического определения пола было положено открытием американскими цитологами у насекомых различия в форме, а иногда и в числе хромосом у особей разного пола (Мак-Кланг, 1906, Уилсон, 1906) и классическими опытами немецкого генетика Корренса по скрещиванию однодомного и двудомного видов брионии. Уилсон обнаружил, что у клопа Lydaeus turucus самки имеют 7 пар хромосом, у самцов же 6 пар одинаковых с самкой хромосом, а в седьмой паре одна хромосома такая же, как соответствующая хромосома самки, а другая маленькая.

Пара хромосом, которые у самца и самки разные, получила название идио, или гетерохромосомы, или половые хромосомы. У самки две одинаковые половые хромосомы, обозначаемые как Х-хромосомы, у самца одна Х-хромосома, другая — Y-хромосома. Остальные хромосомы одинаковые у самца и у самки, были названы аутосомами. Таким образом, хромосомная формула у самки названного клопа запишется 12A + XX, у самца 2A + XY. У ряда других организмов, хотя и существует в принципе тот же аппарат для определения пола, однако гетерозиготны в отношении реализаторов пола не мужские, а женские организмы. Особи мужского пола имеют две одинаковые половые хромосомы ZZ, а особи женского пола — ZO или ZW. ZZ-ZW тип определения пола наблюдается у бабочек, птиц, ZZ-ZO — ящериц, некоторых птиц.

Совершенно другой механизм определения пола, называемый гаплодиплоидный, широко распространен у пчел и муравьев. У этих организмов нет половых хромосом: самки — это диплоидные особи, а самцы (трутни) — гаплоидные. Самки развиваются из оплодотворенных яиц, а из неоплодотворенных развиваются трутни.

Человек в отношении определения пола относится к типу XX-XY. При гаметогенезе наблюдается типичное менделевское расщепление по половым хромосомам. каждая яйцеклетка содержит одну Х-хромосому, а другая половина — одну Y-хромосому. Пол потомка зависит от того, какой спермий оплодотворит яйцеклетку. Пол с генотипом ХХ называют гомогаметным, так как у него образуются одинаковые гаметы, содержащие только Х-хромосомы, а пол с генотипом XY-гетерогаметным, так как половина гамет содержит Х-, а половина — Y-хромосому. У человека генотипический пол данного индивидума определяют, изучая неделящиеся клетки. Одна Х-хромосома всегда оказывается в активном состоянии и имеет обычный вид. Другая, если она имеется, бывает в покоящемся состоянии в виде плотного темно-окрашенного тельца, называемого тельцем Барра (факультативный гетерохроматин). Число телец Барра всегда на единицу меньше числа наличных х-хромосом, т.е. в мужском организме их нет вовсе, у женщин (ХХ) — одно. У человека Y-хромосома является генетически инертной, так как в ней очень мало генов. Однако влияние Y-хромосомы на детерминацию пола у человека очень сильное. Хромосомная структура мужчины 44A+XY и женщины 44A+XX такая же, как и у дрозофины, однако у человека особь кариотипом 44A+XD оказалась женщиной, а особь 44A+XXY мужчиной. В обоих случаях они проявляли дефекты развития, но все же пол определялся наличием или отсутствием y-хромосомы. Люди генотипа XXX2A представляют собой бесплодную женщину, с генотипом XXXY2A — бесплодных умственно отстающих мужчин. Такие генотипы возникают в результате нерасхождения половых хромосом, что приводит к нарушению развития (например, синдром Клайнфельтера (XXY). Нерасхождение хромосом изучаются как в мейозе, так и в нитозе. Нерасхождение может быть следствием физического сцепления Х-хромосом, в таком случае нерасхождение имеет место в 100% случаев.

Всем млекопитающим мужского пола, включая человека, свойственен так называемый H-Y антиген, находящийся на поверхности клеток, несущих Y-хромосому. Единственной функцией его считается дифференцировка гонад. Вторичные половые признаки развиваются под влиянием стероидных гормонов, вырабатываемых гонадами. Развитие мужских вторичных половых признаков контролирует тестостерон, воздействующий на все клетки организма, включая клетки гонад. Мутация всего одного Х-хромосомы, кодирующего белок-рецептор тестостерона, приводит к синдрому тестикумерной фелинизации особей XY. Клетки-мутанты не чувствительны в действию тестостерона, в результате чего взрослый организм приобретает черты, характерные для женского пола. При этом внутренние половые органы оказываются недоразвитыми и такие особи полностью стерильные. Таким образом, в определении и дифференцировке пола млекопитающих и человека взаимодействуют хромосомный и генный механизмы.

Несмотря на то, что женщины имеют две Х-хромосомы, а мужчины — только одну, экспрессия генов Х-хромосомы происходит на одном и том же уровне у обоих полов. Это объясняется тем, что у женщин в каждой клетке полностью инактивирована одна Х-хромосома (тельце Барра), о чем уже было сказано выше. Х-хромосома инактивируется на ранней стадии эмбрионального развития, соответствующей времени имплантации. при этом в разных клетках отцовская и материнская Х-хромосомы выключаются случайно. Состояние инактивации данной Х-хромосомы наследуется в ряду клеточных делений. Таким образом, женские особи, гетерозиготные по генам половых хромосом, представляют собой мозаики (пример, черепаховые кошки).

Таким образом, пол человека представляет собой менделирующий признак, наследуемый по принципу обратного (анализирующего) скрещивания. Гетерозиготой оказывается гетерогаметный пол (XY), который скрещивается с рецессивной гомозиготой, представленной гомогаметным полом (XX). В результате в природе обнаруживается наследственная дифференцировка организмов на мужской и женский пол и устойчивое сокращение во всех поколениях количественного равенства полов.

1.2. Наследование признаков, сцепленных с полом

Морган и его сотрудники заметили, что наследо­вание окраски глаз у дрозофилы зависит от пола родительских особей, несущих альтернативные аллели. Красная окраска глаз доминирует над белой. При скрещивании красноглазого самца с белоглазой самкой в F1, получали равное число красноглазых самок и белоглазых самцов. Однако при скрещивании белоглазого самца с красноглазой самкой в F1 были получены в равном числе красно­глазые самцы и самки. При скрещива­нии этих мух F1, между собой были получены красноглазые самки, красноглазые и белоглазые самцы, но не было ни одной белоглазой самки. Тот факт, что у самцов частота про­явления рецессивного признака была выше, чем у самок, наводил на мысль, что рецессивный аллель, определяющий белоглазость, находится в Х — хромосоме, а Y — хромосома лишена гена окраски глаз. Чтобы проверить эту гипотезу, Морган скрестил исходного белоглазого самца с красноглазой сам­кой из F1. В потомстве были по­лучены красноглазые и белоглазые самцы и самки. Из этого Морган справедливо заключил, что только Х — хромосома несет ген окраски глаз. В Y — хромосоме соответствующего локуса вообще нет. Это явле­ние известно под названием наследования, сцеплен­ного с полом.

Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с полом. В Х-хромосоме имеется участок, для которого в Y-хромосоме нет гомолога. Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого участка, проявляются даже в том случае, если они рецессивны. Эта особая форма сцепления позволяет объяснить наследование признаков, сцепленных с полом.

При локализации признаков как в аутосоме, так и в Х- b Y-хромосоме наблюдается полное сцепление с полом.

У человека около 60 генов наследуются в связи с Х-хромосомой, в том числе гемофелия, дальтонизм (цветовая слепота), мускульная дистрофия, потемнение эмали зубов, одна из форм агаммглобулинемии и другие. Наследование таких признаков отклоняется от закономерностей, установленных Г.Менделем. Х-хромосома закономерно переходит от одного пола к другому, при этом дочь наследует Х-хромосому отца, а сын Х-хромосому матери. Наследование, при котором сыновья наследуют признак матери, а дочери — признак отца получило, название крисс-кросс (или крест-накрест).

Известны нарушения цветового зрения, так называемая цветовая слепота. В основе появления этих дефектов зрения лежит действие ряда генов. Красно-зеленая слепота обычно называется дальтонизмом. Еще задолго до появления генетики в конце XVIII и в XIX в. было установлено, что цветовая слепота наследуется согласно вполне закономерным правилам. Так, если женщина, страдающая цветовой слепотой, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, то у их детей наблюдается очень своеобразная картина перекрестного наследования. Все дочери от такого брака получат признак отца, т.е. они имеют нормальное зрение, а все сыновья, получая признак матери, страдают цветовой слепотой (а-дальтонизм, сцепленный с Х-хромосомой) .

В том же случае, когда наоборот, отец является дальтоником, а мать имеет нормальное зрение, все дети оказываются нормальными. В отдельных браках, где мать и отец обладают нормальным зрением, половина сыновей может оказаться пораженными цветовой слепотой. В основном наличие цветовой слепоты чаще встречается у мужчин. Э.Вильсон объяснил наследование этого признака, предположив, что он локализовал в Х-хромосоме и что у человека гетерогаметным (XY) является мужской пол. Становится вполне понятным, что в браке гомозиготной нормальной женщины (Х а Х а ) с мужчиной дальтоником (Х а y) все дети рождаются нормальными. Однако при этом, все дочери становятся скрытыми носителями дальтонизма, что может проявиться в последующих поколениях.

Другим примером наследования сцепленного с полом, может послужить рецессивныйполулетальный ген, вызывающий несвертываемость крови на воздухе — гемофилию. Это заболевание появляется почти исключительно только у мальчиков. При гемофилии нарушается образование фактора VIII, ускоряющего свертывание крови. ген, детерминирующий синтех фактора VIII, находится в участке Х-хромосомы, недоминантным нормальным и рецессивным мутантным. Возможны следующие генотипы и фенотипы:

Реферат - Генетика и селекция животных

32 стр.
Общее представление о селекции
Особенности селекции животных:
Основные принципы селекции животных
Аутбридинг и инбридинг
Гетерозис
Отдалённая гибридизация
Селекция морских свинок:
Систематика
Окрас
Летальный фактор
Породы
Помеси
Селекция в домашних условиях:
Подбор пары
Подготовка к случке и покрытию
Вынашивание
Роды
Постэмбриональный период
Правила ухода:
Кормёжка
Гнездо

Барабанщиков Б.И., Сапаев Е.А. Сборник задач по генетике

  • формат djvu
  • размер 2.09 МБ
  • добавлен 17 октября 2009 г.

Изд-во Казанского университета. 1988 г. - 192 с. Задачи по основным разделам курсов "Генетика с основами селекции", "Генетический анализ", "Генетика популяций".

Курсовая работа - Основы генетики

  • формат doc
  • размер 204 КБ
  • добавлен 25 декабря 2011 г.

МИИГАиК, Москва 2010, 23 стр Содержание Введение Основные этапы развития генетики Основные понятия генетики Законы Менделя Хромосомная теория наследственности Т. Моргана Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Генетика и селекция Генетика и эволюция Генетика человека Заключение В результате многочисленных – блестящих по своему замыслу и тончайших по исполнению – экспериментов в области молекулярной генетики современная биология.

Курсовая работа - Центры происхождения культурных растений и домашних животных

  • формат docx
  • размер 559.29 КБ
  • добавлен 15 августа 2011 г.

Специальность - биология, химия. Дисциплина - Генетика с основами селекции. 4 курс. 31 стр. Содержание:. Центры происхождения культурных растений. Южноамериканский центр происхождения культурных растений. Происхождение домашних животных и центры доместикации. Происхождение домашних коз и овец. Литература.

Петухов В.Л., Короткевич О.С., Стамбеков С.Ж. Генетика

  • формат pdf
  • размер 43.95 МБ
  • добавлен 08 января 2011 г.

Новосибирск: СемГПИ, 2007. - 628 с. Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений В учебнике изложены проблемы общей и частной генетики. В нем приведены классические разделы генетики: менделизм, хромосомная теория наследственности, генетика пола, цитогенетика, биохимическая и молекулярная генетика, генетика микроорганизмов, генетика популяций, мутационная изменчивость. Подробно освещены современные сведения по молекулярной биотех.

Презентация. Генетические аспекты селекции лошадей

  • формат pptx
  • размер 1.48 МБ
  • добавлен 02 июня 2011 г.

Презентация из курса селекция животных по специальности биология, специализация генетика, Челябинский Государственный университет. Систематическое положение лошади. Биологические особенности лошади. Фенотипические признаки, имеющие хозяйственное значение. Методы разведения. Молекулярно-генетические данные. Содержание и уход за лошадью. Породы лошадей.

Реферат - Генетика - наука про спадковість

  • формат docx
  • размер 94.63 КБ
  • добавлен 30 декабря 2011 г.

Генетика - наука про спадковість. 16 сторінок. Зміст: Основи генетики Особливості успадкування Дискретне успадкування та закони Менделя Відтворення Хромосомна теорія спадковості. Генетика статі Моногенне успадкування Взаємодія генів Плейотропія Зчеплене успадкування генів Генетика груп крові Мутаційна мінливість у людини

Реферат - Генетика и селекция морских свинок

  • формат doc
  • размер 67.63 КБ
  • добавлен 15 октября 2011 г.

34 стр.Содержание: Введение Систематика История и география Селекция морских свинок Окрас Разновидности морских свинок a. Короткошерстные породы b. Жесткошерстные породы c. Длинношерстные породы Правила экспертизы Окрасы Породы Помеси Летальный фактор Генетика морских свинок Все о цвете a. Черный и родственные ему цвета b. Красный и родственные ему цвета c. Последние пу.

Реферат - Нехромосомное (цитоплазматическое) наследование

  • формат docx
  • размер 26.28 КБ
  • добавлен 15 августа 2011 г.

8 стр. Содержание: Относительная роль ядра и цитоплазмы в наследовании. Генетика хлоропластов. Цитоплазматическая мужская стерильность у растений. Генетика митохондрий. Наследование паразитов и эндосимбионтов. Наследование вирусов. Предетерминация цитоплазмы, или собственно цитоплазматическое наследование. Литература.

Реферат по генетике - Генетика пола

  • формат rtf
  • размер 842.26 КБ
  • добавлен 29 сентября 2010 г.

Реферат по генетике включает такие темы генетики как сцепленное наследование признаков, генетика пола. Подходит для студентов медицинских ВУЗов.

Генетика – это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими.

Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. Она является научной основой для разработки практических методов селекции, т.е. создания новых пород животных, видов растений, культур микроорганизмов с нужными человеку признаками.

На протяжении тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделываемых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разнообразным археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами.

Элементарными дискретными единицами наследственности и изменчивости являются гены.

Генетическая инженерия — это отрасль молекулярной биологии, в которой разрабатываются методы передачи генетического материала от одного живого организма к другому с целью получения новой генетической информации и управления наследственностью. Ее развитие связано с достижениями генетики, микробиологии и биохимии.

Методы генетической инженерии широко применяются в био­технологии (область научно-технического прогресса, использую­щая биологические процессы для промышленных целей). Мето­дом генетической инженерии во ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов создан промышленный штамм кишечной палочки, продуцирующий аминокислоту 1-треонин (цо 30 г/л раствора), а также штамм — продуцент витамина Вг — рибофлавина. В Институте биоорганической химии создан штамм кишечной палочки, синтезирующий интерферон челове­ка. Созданы штаммы бактерий, продуцирующие аминокислоту лизин, гормон роста человека соматотропин, бактерии, превра­щающие целлюлозу в сахар, и т. д. Ведутся работы по введению в пекарские дрожжи генов, кодирующих такие белки, как оваль-бумин (белок куриного яйца) и миозин (белок мышц). Получены штаммы бактерий, синтезирующие инсулин человека. Успешно разрабатываются методы микробиологического синтеза вакцин и сывороток.

В животноводстве методы генетики используют:

1) при выведении линий и пород животных, устойчивых к
болезням;

2) для уточнения происхождения животных;

3) при оценке производителей по качеству потомства;

4) при цитогенетической аттестации производителей;

5) в пушном звероводстве;

6) для изучения влияния экологически вредных веществ на
наследственный аппарат животных и т. д.

В настоящее время генетика занимается изучением следую­щих основных проблем:

1) проводятся обширные исследования в области генетичес­кой инженерии с целью получения в достаточном количестве
инсулина, интерферона, антибиотиков, витаминов, незаменимых
аминокислот, кормовых и пищевых белков, биологических
средств защиты растений и т. д.;

3) решается одна из стратегических задач генетики — регуляция и управление действием генов в онтогенезе. Необходимо выяснить пути реализации генетической информации в признак в процессе онтогенеза. Такие манипуляции уже проводят у амфибий, рыб,
мышей. Разрабатываются методы получения генетических копий
выдающихся по продуктивности и устойчивости к болезням жи­вотных;

4) решается проблема защиты наследственности человека и
животных мутагенного действия радиации и химических мута­генов среды;

5) исследуются вопросы борьбы с наследственными болезня­ми у человека и животных, создания линий, пород, устойчивых
к болезням.

Изменчивость, её классификация и значение в селекции

Изменчивостью называют общее свойство всех живых организмов приобретать различия между особями одного вида.

Ненаследственная (модификационная, фенотипическая).

Наследственная (мутационная, генотипическая).

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.003)

Генетика — наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Генетика изучает два свойства живых организмов – наследственность и изменчивость. Наследственность – свойство родительских особей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Она обеспечивает материальную и функциональную приемственность между поколениями родственных организмов. Наряду с наследственностью организмам присуща изменчивость. Изменчивость - свойство организмов изменяться под действием наследственных и ненаследственных факторов.

Файлы: 1 файл

ВЕТЕРИНАРНАЯ ГЕНЕТИКА.docx

  1. Предмет и задачи генетики. Связь генетики с другими науками. Ветеринарная генетика.

Генетика — наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Генетика изучает два свойства живых организмов – наследственность и изменчивость. Наследственность – свойство родительских особей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Она обеспечивает материальную и функциональную приемственность между поколениями родственных организмов. Наряду с наследственностью организмам присуща изменчивость. Изменчивость - свойство организмов изменяться под действием наследственных и ненаследственных факторов.

Основные задачи генетики:

  • Изучение механизма изменения гена, контроль образования различных признаков и свойств организма;
  • Разработка методов конструирования наследственной программы живых организмов, борьбы с наследственными болезнями, повышения продуктивности животных и урожайность растений.

Важнейшая задача ветеринарной генетики — разработка методов управления наследственностью и наследственной изменчивостью для получения нужных человеку форм жизни.

  1. Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Ядерная и цитоплазматическая наследственность. Наследственная и ненаследственная изменчивость.

Изменчивость может быть наследственной – онтогенетической (изменение в процессе индивидуального развития), комбинативной (перекомбинация генов), мутационной, коррелятивной – и не наследственной – модификационной.

  1. Методы генетических исследований: цитологический, гибридологический, моносомный, генеалогический, близнецовый, мутационный, популяционно-статистический, феногенетический, биометрический, метод моделирования.
  2. Цитологический – изуч. явления наследственности на клеточном уровне.
  3. Гибридологический – изуч. Наследование признаков путем скрещивания заранее подобранных родительских особей, различающихся по 1-3 альтернативным признакам,наследование которых изучается.
  4. Моносомный – изуч. в какой хромосоме локализованы соответствующие гены.
  5. Генеалогический – изуч. наследование признаку по анализу родословной.
  6. Близнецовый – изуч. влияние определенных факторов среды.
  7. Мутационный – изуч. характер влияния мутагенных факторов на ген аппарат клетки.
  8. Популяционно-статистический – изуч. явлений наследственности в популяциях.
  9. Феногенетический – изуч. степень влияния генов и условий среды на развитие изучаемых свойств и признаков в онтогенезе.
  10. Биометрический – опред. степень достоверности полученных данных.
  11. Моделирование – применяется в области ген. инженерии и молек. генетике.

В истории генетики можно выделить три основных периода.

Два из них, продолжавшиеся с 1900 по 1953 г., составляют эпоху классической генетики. Третий период, начавшийся после 1953 Г.открыл эпоху молекулярной генетики.

    • Первый период (1900-1910 гг.) в развитии генетики. связан с утверждением открытий Г. Менделя: В этот период закономерности наследования признаков изучают на уровне целостного организма и не связывают с какими-либо материальными структурами клетки.
    • Второй период (1911-1953 гг.) связан с установлением материальных основ наследственности. В это время стали пользоваться цитологическими методами. Было установлено, что наследственные факторы находятся в клетке. Изучение наследственности поднялось на более высокий уровень.
    • Третий период в развитии генетики, начавшийся после 1953 г., связан с использованием методов и принципов исследований точных наук; химии, физики, кибернетики и т. д. Стали широко применять электронную микроскопию рентгеноструктурный анализ, чистые препараты витаминов ферментов и аминокислот и т. д. В это время существенно изменились объекты генетических исследований. Стали изучать микроорганизмы - грибы и бактерии, а также вирусы, отличающиеся быстрым размножением, что позволило получать в эксперименте в короткие сроки сотни и тысячи поколений со многими миллионами и миллиардами особей в каждом. Это резко расширило возможности генетического анализа, создало условия для решения таких задач, которые раньше казались неразрешимыми.
    1. Актуальные проблемы и практические достижения генетики

    1). Первое – это возможность работать с изолированными генами. Она получена благодаря выделению гена в чистом виде и синтезу его. Значение этого открытия трудно переоценить. Важно подчеркнуть, что для синтеза гена применяют разные методы, т.е. уже имеется выбор, когда речь пойдет о таком сложном механизме как человек.

    2). Второе достижение – это доказательство включения чужеродной информации в геном, а также функционирования его в клетках высших животных и человека. Материалы для этого открытия накапливались из разных экспериментальных подходов. Прежде всего, это многочисленные исследования в области вирусогенетической теории возникновения злокачественных опухолей, включая обнаружение синтеза ДНК на РНК-матрице.

    На основе генетических исследований возникли новые области знания (молекулярная биология, молекулярная генетика), соответствующие биотехнологии (такие, как генная инженерия) и методы (например, полимеразная цепная реакция), позволяющие выделять и синтезировать нуклеотидные последовательности, встраивать их в геном, получать гибридные ДНК со свойствами, не существовавшими в природе. Получены многие препараты, без которых уже немыслима медицина. Разработаны принципы выведения трансгенных растений и животных, обладающих признаками разных видов. Стало возможным характеризовать особей по многим полиморфным ДНК-маркерам: микросателлитам, нуклеотидным последовательностям и др. Большинство молекулярно- биологических методов не требуют гибридологического анализа. Однако при исследовании признаков, анализе маркеров и картировании генов этот классический метод генетики все еще необходим.

    Современная генетика обеспечила новые возможности для исследования деятельности организма: с помощью индуцированных мутаций можно выключать и включать почти любые физиологические процессы, прерывать биосинтез белков в клетке, изменять морфогенез, останавливать развитие на определенной стадии. Мы теперь можем глубже исследовать популяционные и эволюционные процессы, изучать наследственные болезни, проблему раковых заболеваний и многое другое. В последние годы бурное развитие молекулярно-биологических подходов и методов позволило генетикам не только расшифровать геномы многих организмов, но и конструировать живые существа с заданными свойствами. Таким образом, генетика открывает пути моделирования биологических процессов и способствует тому, что биология после длительного периода дробления на отдельные дисциплины вступает в эпоху объединения и синтеза знаний.

    1. Клеточное строение живых организмов. Положения клеточной теории.

    Этим клеткам свойственны малые размеры. Они покрыты цитоплазматической мембраной. Вместо клеточного ядра в этих клетках имеется эквивалент - нуклеоид, состоящий из одной молекулы ДНК в виде кольцевой хромосомы. В основном в-ве цитоплазмы прокариотов находятся многочисленные рибосомы, но у них нет митохондрий и некоторых других органелл,характерных для эукариотов.

    Клетка организована сложнее.Покрыта цитоплазматической мембраной, которая играет важную роль в регулировании состава клеточного содержимого. Имеется ядро – небольшое шаровидное или овальное тельце, содержащее гены, определяющие признаки данного организма. В полужидком в-ве ядра (кариоплазме) имеется строго определенное число вытянутых нитевидных образований – хромосом. В ядре имеются сферические тельца – ядрышки, участвующие в синтезе рибосом. В эукариотической клетке имеются специфические органеллы:

    1. Эндоплазматическая сеть ( гладкая и шероховатая) – синтез липидов и белков;
    2. Рибосомы – синтез белка;
    3. Митохондрии – синтез атф;
    4. Аппарат Гольджи – синтез лизосом;
    5. Лизосомы – пищеварение;
    6. Вакуоли;
    7. Центриоли – образуют веретено деления;
    8. Цитоскелет – форма клетки;
    9. Пластиды – фотосинтез

    Положения клеточной теории:

    • Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни;
    • Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям.
    • Все новые клетки образуются при делении исходных клеток.
    1. Митоз

    Митоз обеспечивает равномерное распределение хроматина между дочерними клетками. Митоз состоит из кариогенеза – деление ядра, цитогенеза – деление цитоплазмы. Выделяют 2 основные стадии: интерфаза и собственный митоз. В интерфазе происходит накопление белка, РНК и других продуктов; синтезируется ДНК и происходит самоудвоение хромосом; продолжается синтез ДНК и белков и накапливается энергия. Профаза – хромосомы – клубок длинных тонких хроматиновых нитей, разрушается ядрышко, нити веретена прикрепляются к центриолям, которые разделились и находятся на противоположных полюсах клетки, ядерная оболочка клетки разрушаются. Метафаза (материнская звезда) – утолщение, спирализация хромосом, перемещение их в экваториальную полость клетки. Анафаза (дочерняя звезда) – разделение, удвоение хромосом на хроматиды, которые расходятся к противоположным полюсам клетки. Телофаза – сестринские хроматиды достигают противоположных полюсов и деспирализуются – 2 дочерних ядра, происходит деление цитоплазмы, образование оболочек клеток.

    Значение: точное распределение хромосом между 2 дочерними клетками; сохраняется преемственность хромосомного набора в ряду клеточных поколений и полноценность генетической информации каждой клетки.

    Мейоз (деления созревания, период созревания), этап в образовании половых клеток; состоит из двух последовательных делений исходной диплоидной клетки (содержат два набора хромосом – 2n) и формирования четырёх гаплоидных половых клеток, или гамет (содержат по одному набору хромосом – n). Уменьшение (редукция) числа хромосом (2nn) происходит за счёт того, что на два деления приходится лишь одно удвоение (репликация) хромосомного материала. При оплодотворении гаплоидные гаметы – яйцеклетка и сперматозоид – сливаются и диплоидное число хромосом, характерное для каждого вида, восстанавливается (n + n2n).

    В главных чертах мейоз прапотекает сходно у разных групп организмов и у особей женского и мужского пола. Два следующих друг за другом деления первичной половой клетки обозначаются как мейоз I и мейоз II. Подобно делению соматических клеток – митозу, и мейоз I, и мейоз II состоят из четырёх основных стадий – профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Вступающая в мейоз клетка диплоидна, а каждая хромосома содержит удвоенное количество ДНК. В первом мейотическом делении особенно сложна и длительна профаза I (у человека она занимает 22,5 сут). Важная особенность расхождения хромосом заключается в том, что любая, отцовская или материнская, хромосома из гомологичной пары может отойти к любому из полюсов независимо от того, как расходятся хромосомы других пар. Это означает, что число возможных сочетаний хромосом в дочерних клетках обычно очень велико: 2n, где n – число хромосомных пар (у человека – 223). Так происходит ещё одно перемешивание родительского генетического материала – рекомбинация хромосом.

    После мейоза I обычно сразу или после короткой интерфазы, во время которой удвоение хромосом не происходит, следует мейоз II. Это деление аналогично митозу с той разницей, что делятся гаплоидные клетки. В анафа-зе II сестринские хроматиды разделяются и, став хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом и количество ДНК приходят в соответствие, и мейоз II завершается образованием четырёх гаплоидных гамет, каждая из которых несёт уникальный генетический материал. У самок, однако, лишь одна из четырёх гамет – яйцеклетка, способная к оплодотворению.

    Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т. е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т. е. в обеспечении генотипической изменчивости.

    Гаметогенез - процесс образования гамет. Гаметы - половые, или репродуктивные, клетки организмов, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам.

    Гаметы у животных образуются в особых органах – гонадах (половых железах): яйца в яичнике, спермии в семеннике.

    Диплоидные клетки, из которых развиваются гаметы, называют оогониями и смерматогониями. Их быстрое размножение приводит к образованию огромного кол-ва клеток. Клетки растут, причем так называемые ооциты I порядка значительно больше, чем сперматоциты I порядка. Затем одно за другим происходят два деления созревания: сначаларедукционное, в результате которого образуются сперматоциты и ооциты II порядка, а потом эквационное (редко употребляемый синоним митоза).

    Читайте также: