Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Для самостоятельных занятий 4 страница






¨ микроспора;

¨ макроспора;

¨ генеративная;

¨ спермий;

¨ яйцеклетка;

¨ вторичное ядро;

¨ зародыша;

¨ эндосперма?

 

3. Клетки археспориальной ткани пыльника ячменя имеют 14 хромосом. Определить: (ответ)

1) сколько хромосом имеет микроспора ячменя;

2) по сколько хромосом имеет ядро вегетативной и генеративной клеток пыльцевого зерна;

3) сколько спермиев образуется из 8 археспориальных клеток?

4. В клетках археспориальной ткани семяпочки земляники садовой имеется 56 хромосом. Определить: (ответ)

1) сколько хромосом содержится в ядре макроспоры;

2) сколько яйцеклеток при гаметогенезе образуется из тетрады макроспор;

3) сколько хромосом содержат:

а) материнская клетка мегаспоры; б) яйцеклетка;

в) клетки эндосперма; г) клетки зародыша?

 

 

Тема 5. ЯВЛЕНИЕ НЕСОВМЕСТИМОСТИ АЛЛЕЛЕЙ

Задания

1. Познакомится с генетической системой полового размножения.

2. Разобрать механизмы, обеспечивающие генетическую разнокачественность потомства при гетероморфной, гаметофитной и спорофитной несовместимости (рисунки 14-15).

3. Решить задачи.

 

Литература

1. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 58-62.

2. Малецкий С.И. Гены самонесовместимости цветковых растений // Современное естествознание: Энциклопедия: В 10 т. – М.: Издательский Дом МАГИСТР-ПРЕСС, 2000. – Т. 2. – Общая биология. – С. 118-124.

3. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М.: КолосС, 2007. – С. 53-56.

4. Брюбейкер Дж. Л. Сельскохозяйственная генетика / Пер. с англ. – М.: Колос, 1966. – С. 41-47.

5. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1984. – С. 280-281.

6. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. – М.: Высш. шк. – С. 178-180.

Рисунок 14 – Рост пыльцевых трубок при опылении трёх растений генотипов S1S2, S1S3 и S3S4 пыльцой растения генотипа S1S2 при гаметофитном типе несовместимости.
Пояснение к заданиям. Под несовместимостью понимают неспособность пыльцевых трубок жизнеспособных пыльцевых зёрен проникать через столбик и завязь в зародышевый мешок и обеспечивать двойное оплодотворение при самоопылении (самонесовместимость) или при опылении пыльцой других видов и родов (перекрёстная несовместимость). Как самонесовместимость, так и перекрёстная несовместимость генетически детерминированы.

Основная функция самонесовместимости – предупреждение самоопыления (инбридинг) и обеспечение переопыления между неродственными особями одного вида (аутбридинг).

Известны 3 основных типа генетической несовместимости – гаметофитный, спорофитный и гетероморфный, основанные на определённом взаимодействии множественных аллелей (аллели – различные состояния отдельного гена, вызывающие фенотипические различия и локализованные на гомологичных участках гомологичных хромосом).

При гаметофитном типе несовместимости, обусловленной взаимодействием серии множественных аллелей гена S, подавляется прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок на рыльце пестика и в столбике. При этом ни один из аллелей этого гена не проявляет доминирования или какой-либо другой формы взаимодействия аллелей. Диплоидные клетки пестика содержат два аллеля, а растущая трубка гаплоидного пыльцевого зерна – один ал­лель этого гена. Пыльцевые зёрна будут нормально прорастать на рыльце пестика и обеспечивать двойное оплодотворение в том случае, если они будут иметь аллель, отличный от аллелей пестика.

Спорофитная несовместимость также контролируется серией множественных аллелей, но отличается от гаметофитной системы тем, что проявляется доминирование одного аллеля над другим и что фенотип пыльцы определяется материнским растением. Поэтому результаты реципрокных скрещиваний получаются различными. Например, при полном доминировании аллеля S1 над S2 вся пыльца растения S1S2 будет реагировать как S1 и может обеспечить двойное оплодотворение растения с генотипом S2S2. Если опыляемое растение имеет генотип S2S2, то двойное оплодотворение могут обеспечит пыльцевые зёрна, имеющие аллели S2 или S1. Пыльца гомозиготного растения S2S2 не может

Рисунок 15 – Перекрёстное опыление при гетеростилии (гетероморфная несовместимость): 1 – длинностолбчатое растение, 2 – короткостолбчатое растение.  

прорасти на рыльце пестика с генотипом S1S2.

Гетероморфная несовместимость проявляется у гетеростильных растений, имеющих при генотипе аа (или ss) цветки с длинным столбиком (длинностолбчатые), а при генотипе Аа (или Ss) – короткостолбчатые. При таком типе несовместимости нормальное завязывание семян происходит только в том случае, если пыльца длинностолбчатых цветков опылит рыльца пестиков короткостолбчатых цветков, или наоборот.

Задачи

Гаметофитная несовместимость

1. Произойдет ли оплодотворение при прорастании пыльцевых трубок, несущих аллели S3 и S4, в ткани пестика со следующим генотипом: а)S1S2, б)S1S1, в)S2S2, г)S1S3, д)S1S4, е)S2S3, ж)S2S4, и)S3S3, к)S3S4, л)S4S4? (ответ)

2. Укажите возможные генотипы потомства от скрещивания: а)S1S3 × S1S2, б)S1S2 × S1S2, в)S1S2 × S1S3, г)S2S3 × S1S2, д)S2S3 × S2S3. (ответ)

Спорофитная несовместимость

1. Могут ли, если могут, то какие генотипы по S -аллелям образуются в следующих скрещиваниях при спорофитной несовместимости с полным доминированием (S1> S2> S3> S4): a) S1S3 × S2S4; б) S1S3 × S2S3 в) S2S3 × S2S4; г) S1S2 × S2S3; д) S3S4 × S3S4; e) S3S3 × S3S3; ж) S1S2 × S3S4? (ответ)

2. Что произойдёт в реципрокных скрещиваниях при спорофитной несовместимости с полным доминированием (S1> S2> S3> S4): a) S3S4 × S3S4; б) S3S3 × S1S4; в) S1S2 × S3S4; г) S1S3 × S2S4? (ответ)

Гетероморфная несовместимость

1. Произойдёт ли оплодотворение при гетероморфной несовместимости между растениями: (ответ)

¨ одно из которых имеет аллели ss, а другое ss;

¨ одно из которых имеет аллели Ss, а другое Ss;

¨ если материнское растение имеет аллели Ss, а пыльцевое растение несёт аллель ss;

¨ одно из которых имеет аллели Ss, а другое ss?

 

 

Тема 6. НЕЗАВИСИМОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ

 

Задания

1. Изучить важнейшие положения гибридологического (генетического) анализа.

2. Знать особенности анализирующего, возвратного скрещиваний и явления неполного доминирования.

3. Приобрести навыки анализа результатов расщепления при моно-, ди- и полигибридном скрещиваниях.

Литература

1. Гуляев Г.В. Задачник по генетике. – М.: Колос, 1973. – 77 с.

2. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1984. – С. 55-76.

3. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М.: КолосС, 2007. – С. 32-56.

4. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др.; Под ред. А.А. Жученко. – М.: КолосС, 2003. – С. 27-48.

5. Дубинин Н.П. Общая генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1986. – С. 52-71.

6. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика / Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – Т. 1. – С. 37-63.

7. Лобашев М.Е., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции. – М.: Просвещение, 1970. – С. 64-101.

8. Абрамова З.В., Карлинский О.А. Практикум по генетике / Науч. ред. Т.С. Фадеева. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1979. – С. 63-81.

Пояснение к заданиям. Наследование – это процесс передачи наследственных свойств организма от одного поколения к другому. Закономерности наследования изучаются с помощью специальных методов, одним из которых является гибридологический (генетический) анализ, основным элементом которого является проведение определённых скрещиваний и установление статистических закономерностей наследования признаков и свойств в потомстве.

Мендель впервые доказал дискретность наследственного материала и ввел понятие о наследственных факторах, позднее названных генами. Он показал, что наследуются не сами признаки, а наследственные факторы, определяющие эти признаки, и что у каждого организма наследственные факторы представлены парами: один аллель этой пары получен с гаметой от отца, а второй – от матери; половые клетки содержат от каждой аллельной пары только по одному гену. Мендель обозначил пару наследственных факторов парой одноименных букв. Признак, который более развит и преобладает у потомства был назван доминантным и его определяющий ген обозначен большими буквами латинского алфавита (А, В, С, D,...); противоположный (альтернативный), подавляемый признак назван рецессивным и определяющий его ген обозначен соответствующими малыми буквами (а, b, с, d...).

Совокупность генов организма называется генотипом, а его проявление в виде признаков и свойств – фенотипом. Причём, особи, имеющие разные генотипы, могут иметь одинаковый фенотип. Например, в генотипах АА и Аа присутствует доминантный ген А, обусловливающий красную окраску цветков гороха, и поэтому в обоих случаях, благодаря доминантному гену, будет одинаковое фенотипическое проявление – красная окраска цветков.

Следует различать типы скрещиваний. При моногибридном условно принимают, что скрещиваемые организмы различаются по одной паре аллельных генов, при дигибридном – по двум парам генов, при тригибридном – по трем и т.п. При анализирующем скрещивании исследуемый организм скрещивается с организмом, представленным рецессивной гомозиготой. При возвратном (беккросс) скрещивании полученный гибрид скрещивается с которой-либо родительской формой. При реципрокном скрещивании ро­дительские организмы обоеполых растений используются параллельно как в качестве матери, так и отца. При насыщающем скрещивании проводят многократно повторяющееся возвратное скрещивание организма (гибрида) с определённым родительским растениями для усиления у гибрида признака этого родителя.

Рисунок 16 – Схема гомозиготности и гетерозиготности по одной паре аллелей: 1 – доминантная гомозигота; 2 – гетерозигота: 3 – рецессивная гомозигота.  

Следует различать такие понятия как гомозиготность и гетеро-зиготность. Гомозиготными называются организмы, в соматических клетках которых в аллельной паре имеются одинаковые гены, например – АА, аа, ААВВ, ААввСС и т.п. Если в аллельных парах содержатся разные аллели генов (например, Аа, АаВв, АаВвСс и т.п.), то их называют гетерозиготными организмами (рисунок16).

Следует иметь ввиду, что закономерности, установленные Менделем, справедливы лишь при условии, когда развитие одной пары признаков определяется парой аллельных генов и когда неаллельные гены локализованы в разных (негомологичных) парах хромосом и могут в результате этого свободно (независимо) комбинироваться между собой как при образовании гамет, так и при их сочетании во время оплодотворения.

Рисунок 17 – Пример записи при проведении гибридологического анализа

При написании схемы скрещивания (рисунок 17) на первое место ставят материнский организм, обозначая его знаком ♀, а на второе – отцовский, обозначая символом ♂. Скрещивание обозначают знаком ×. Родительские особи обозначают символом Р – первой буквой латинского слова parents – родители. Гаметы обозначают символом G, а содержащиеся в них гены размещают в кружочке. Гибридное поколение принято обозначать символом F.

Гибридологический анализ состоит из системы скрещиваний, куда входит получение первого поколения F1, второго поколения F2 и т.п., возвратные скрещивания (беккроссы) – FB, анализирующие скрещивания – Fa и др.

При независимом комбинировании генов в процессе образования половых клеток равновероятно образование гамет с каждым из двух генов аллельной пары, то есть, у организма с генотипом Аа образуется равное количество гамет с генами (А) и (а) этой аллельной пары (рисунок 18).

 

Рисунок 18 – Характер поведения гомологичных хромосом и аллельных генов при моногибридном скрещивании  

При дигибридном и полигибридном скрещивании от каждой аллельной пары в гамете будет представлено так же по одному гену и также с одинаковой вероятностью, усложнённой лишь различными сочетаниями генов нескольких различных аллельных пар.

Запись результатов скрещивания рекомендуется проводить в виде решётки Пеннета (рисунки 19 и 20).

 

  ♀ Материнские гаметы ♂ Отцовские гаметы
А а
Гибриды F2 А АА пурпурная Аа пурпурная
а Аа пурпурная аа белая

 

Рисунок 19 – Схема, иллюстрирующая поведение пары аллельных генов гомологичных хромосом при моногибридном скрещивании

 

При скрещивании двух гетерозиготных организмов, дающих по два типа гамет, возможно образование четырёх генотипов. Эти генотипы представляют три генотипических класса в соотношении 1: 2: 1 (1 доминантная гомозигота – 2 гетерозиготы – 1 рецессивная гомозигота) и при полном доминировании два фенотипических класса в соотношении 3: 1 (3 пурпурных – 1 белый).

 

Генотипы родителей (Р) ♀ ААВВ × ♂ аааа  
Фенотипы родителей жёлтый гладкий   зелёный морщинистый  
Гаметы (G)  
АВ

 
ав

 
Генотип потомства (F1)   АаВв    
Фенотип потомства (F1)   жёлтый гладкий    
         
Второе поколение (F2) ♀ Материнские гаметы ♂ Отцовские гаметы
АВ Ав аВ ав
АВ ААВВ жёлтый гладкий ААВв жёлтый гладкий АаВВ жёлтый гладкий АаВв жёлтый гладкий
Ав ААВв жёлтый гладкий ААвв жёлтый морщинистый АаВв жёлтый гладкий Аавв жёлтый морщинистый
аВ АаВВ жёлтый гладкий АаВв жёлтый гладкий ааВВ зелёный гладкий ааВв зелёный гладкий
ав АаВв жёлтый гладкий Аавв жёлтый морщинистый ааВв зелёный гладкий аавв зелёный морщинистый
               

 

Рисунок 20 – Схема, показывающая поведение двух пар неаллельных генов при дигибридном скрещивании.

При самоопыляющем скрещивании гибридов первого поколения, представленных дигетерозиготами АаВв, во втором поколении возможно 16 комбинаций генотипов. Расщепление по генотипу равно (1: 2: 1)2, а по фенотипу при полном доминировании – 9: 3: 3: 1. По диагонали (штриховая линия), проходящей от верхней левой ячейки к нижней правой ячейке, располагаются гомозиготы, по диагонали, проходящей от левой нижней ячейки до правой верхней ячейки, располагаются дигетерозиготы. Ячейки, располагающиеся симметрично диагонали, обозначенной штриховой линией, являются одинаковыми.

Рисунок 21 – Схема образования гамет тригибридного организма АаВвСс

При образовании типов гамет для удобства рекомендуется использовать схему, по которой каждый ген одной аллельной пары может равновероятно сочетаться с каждым геном других аллельных пар (рисунок 21).

В первом уровне схемы располагаются гены первой аллельной пары, во второй – второй и т.д. Для получения возможных типов гамет следует последовательно перемещаться сверху вниз от определённого гена первой аллельной пары к гену второй и т.д., суммируя гены различных аллельных пар в состав гаметы.

Второй этап гибридологического анализа после образования гамет – образование зигот. Зигота образуется при слиянии материнской и отцовской половых клеток со всей совокупностью в них содержащихся генов. Гены в зиготе объединяются в аллельные пары, в которых на первом месте всегда стоит доминантный ген. Генотип зиготы, образовавшейся в результате слияния гамет (А) и (а) будет Аа, а при гаметах (ABC) и (авс) – будет АаВвСс.

Если проанализировать наследование признаков и статистические закономерности образования типов гамет, генотипов, фенотипов, соотношения фенотипических и генотипических классов, то прослеживаются чёткие закономерности между типами скрещиваний (таблица 2).

 

Таблица 2 – Характер наследования признаков при независимом наследовании

Тип скрещивания Коли­чество различаю­щихся пар признаков Количество возможных комби­наций гамет Количество классов Соотношение классов
по фено­типу по гено­типу по фенотипу по ге­нотипу
Моногибридное         3: 1 1: 2: 1
Дигибридное   42 = 16 22 = 4 32 = 9 (3: 1)2= 9: 3: 3: 1 (1: 2: 1)2
Тригибридное   43= 64 23 = 8 33= 27 (3: 1)3 (1: 2: 1)3
Полигибридное n 4n 2n Зn (3: 1)n (1: 2: 1)n

Проанализировав значения таблицы, можно легко установить сходство и различие в закономерностях между моногибридным, дигибридным и другими типами скрещиваний – числовые различия определяются степенным индексом, обозначающим число пар генов в генотипе скрещиваемых организмов.

 

Тема 6.1. МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ

Задания

1. Познакомиться с символикой, используемой при гибридологическом анализе, с техникой гибридологического анализа (см. рисунки 16-19).

2. Научиться правильно получать гаметы различных генотипов.

3. Научиться правильно получать генотипы по имеющимся типам гамет, определять фенотип.

4. Проанализировать характер расщепления по генотипу и фенотипу при моно-, ди- и полигибридном скрещиваниях (см. таблицу 2).

 

Литература

1. Гуляев Г.В. Задачник по генетике. – М.: Колос, 1973. – 77 с.

2. Гуляев Г.В. Генетика – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1984. – С. 55-56.

3. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 67-108.

4. Щеглов Н.И. Сборник задач и упражнений по генетике (с решениями). – Краснодар: МП «Экоинвест», 1991. – С. 4-5.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.