Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Строение и химический состав хромосом. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Понятие о геноме и кариотипе

2. Значение искусственного регулирования соотношения полов для животноводства

3. Генетическая сущность инбридинга и его значение для селекции. Влияние инбридинга на генетическую структуру популяции

4. Задача 1

5. Задача 2

6. Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретившимся вам при выполнении работы

7. Библиографический список

1. Строение и химический состав хромосом. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Понятие о геноме и кариотипе

Хромосомы - плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки. Число хромосом в клетках каждого биологического вида постоянно. Обычно в ядрах клеток тела (соматических) хромосомы представлены парами, в половых клетках они не парны. Васильева В.И., Волков И.М., Ярыгин В.Н., Синельщикова В.В. Биология. 2 кн. Кн. 1. М: Высшая школа, 2004. - 76-78с.

Одинарный набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным (n), набор хромосом в соматических клетках диплоидным (2n). Хромосомы разных организмов различаются размерами и формой. Диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, величиной и формой хромосом, называют кариотипом. В хромосомном наборе соматических клеток парные хромосомы называют гомологичными, хромосомы из разных пар - негомологичными. Гомологичные хромосомы одинаковы по размерам, форме, составу (одна унаследована от материнского, другая - от отцовского организма). Хромосомы в составе кариотипа делят также на аутосомы, или неполовые хромосомы, одинаковые у особей мужского и женского, и гетерохромосомы, или половые хромосомы, участвующие в определении пола и различающиеся у самцов и самок. Кариотип человека представлен 46 хромосомами (23 пары): 44 аутосомы и 2 половые хромосомы (у женского пола две одинаковые X-хромосомы, у мужского - X - и Y - хромосомы).

При половом размножении в процессе оплодотворения объединяются геномы двух родительских половых клеток, образуя генотип нового организма. Все соматические клетки такого организма обладают двойным набором генов, полученных от обоих родителей в виде определенных аллелей. Таким образом, генотип - это генетическая конституция организма, представляющая собой совокупность всех наследственных задатков его клеток, заключенных в их хромосомном наборе - кариотипе.

Кариотипы организмов различных видов представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Кариотипы организмов различных видов: I - скерды, II - дрозофилы. III - человека

Кариотип - диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецифическим признаком и характеризующийся определенным числом, строением и генетическим составом хромосом (рис.3.67). Ниже приведены количества хромосом соматических клеток некоторых видов организмов.

Если число хромосом в гаплоидном наборе половых клеток обозначить п, то общая формула кариотипа будет выглядеть как 2п, где значение п различно у разных видов. Являясь видовой характеристикой организмов, кариотип может отличаться у отдельных особей некоторыми частными особенностями. Например, у представителей разного пола, имеются в основном одинаковые пары хромосом (аутосомы), но их кариотипы отличаются по одной паре хромосом (гетерохромосомы, или половые хромосомы). Иногда эти различия состоят в разном количестве гетерохромосом у самок и самцов (XX или ХО). Чаще различия касаются строения половых хромосом, обозначаемых разными буквами - X и Y (XX или XY). Васильева В.И., Волков И.М., Ярыгин В.Н., Синельщикова В.В. Биология. 2 кн. Кн. 1. М: Высшая школа, 2004. - 112 с.

Каждый вид хромосом в кариотипе, содержащий определенный комплекс генов, представлен двумя гомологами, унаследованными от родителей с их половыми клетками. Двойной набор генов, заключенный в кариотипе, - генотип - это уникальное сочетание парных аллелей генома. В генотипе содержится программа развития конкретной особи. - полный гаплоидный набор генов или хромосом клетки или организма.

2. Значение искусственного регулирования соотношения полов для животноводства

Исследование полового состава новорожденных в популяции и его изменений важно для прогнозирования численности животных, для осуществления акклиматизационных мероприятий и для решения вопросов об охране редких или ценных видов. Как было показано С.С. Шварцем, динамика популяционной структуры, включая и ее половой состав, представляет собой один из важнейших экологических механизмов эволюционного процесса.

При этом изучение вторичного (при рождении) соотношения полов у млекопитающих имеет не только чисто научный интерес, но и большое практическое значение, так как вскрытие причин, определяющих половой состав новорожденных, открывает пути для направленного регулирования пола в потомстве. Георгиевский В.И., Бурков И.А., Майстров В.И. Проблемы регуляции пола у животных и роль H-Y антигена. // С. - х. биология. 2006. № 10. С. 110-121.

Во многих случаях в практике разведения сельскохозяйственных животных существует потребность предпочтительного получения особей одного пола. Так, в животноводстве для расширенного воспроизводства стада или производства молока требуется больше самок, для получения мяса и шерсти - самцов. Например, у баранов живая масса почти в 2 раза, а настриг шерсти на 20-30% выше, чем у овец, от козлов получают на 20-80% больше шерсти и на 70% больше пуха, чем от коз. С другой стороны, у свинок по сравнению с хряками более высокое отношение мышц к костям.

Существует влияние пола и на качество продукции, получаемой от животных. Вариабельность таких убойных признаков свиней, как масса ценных мясных отрубов, толщина сала на лопатке и пояснице на 15-35% зависит от пола.

Специфика пушного звероводства требует преимущественного разведения самцов. Это связано с тем, что у всех видов пушных зверей клеточного содержания самцы по сравнению с самками имеют более длинный волос и характеризуются большей величиной тела. Для сравнения: длина самцов соболя, измеряемая от кончика носа до основания хвоста, колеблется в среднем в пределах 42-44 см., у самки на 5-7% меньше, у песца эта разница еще выше и составляет 10%. Качество же опушения и размер тела являются наиболее важными хозяйственными признаками в звероводстве и во многом определяют коммерческую стоимость шкурки. Владимирская Е.М. Пути регуляции пола животных. Киев: Урожай. 2006. - 59-62 с.

селекция инбридинг генетический хромосома

3. Генетическая сущность инбридинга и его значение для селекции. Влияние инбридинга на генетическую структуру популяции

Инбридинг - инцухт (англ. "ин" - внутри, "бридинг" - разведение, "разведение в себе") - один из методов селекции, при котором осуществляется близкородственное скрещивание сельскохозяйственных животных или принудительное самоопыление у перекрёстноопыляющихся растений. В результате наблюдается инбредная депрессия - снижение жизнеспособности и продуктивности, проявление уродств вследствие перехода многих рецессивных генов в гомозиготное состояние. Получение инбредных линий необходимо для закрепления признаков и свойств у чистопородных животных и чистосортных растений. Эти линии используются затем для получения межлинейных гетерозисных гибридов. Лобашев М.Е. Генетика. Изд. Ленинградского университета, 2009 - 87 с.

Под инбридингом подразумевают получение потомства от скрещивания родственных между собой особей. Этот термин в генетике приобрёл зловещий оттенок, и так как опыт показал, что инбридинг часто приводит к плохим последствиям. Частично по этой причине у некоторых народов запрещены браки между родственниками, то есть братьями и сёстрами.

В зависимости от характера исходного материала и задач селекции применяют несколько типов скрещивания: между родственными особями - инбридинг.

Животные, подвергающиеся родственному скрещиванию, имеют много общих генов. Наиболее тесный инбридинг осуществляется тогда, когда скрещивают братьев и сестер, родителей и детей. Инбридинг ведет к гомозиготизации и, как следствие этого, к понижению жизнеспособности, плодовитости, урожайности, уменьшению продолжительности жизни, появлению у животных (и человека) различных врождённых уродств. Совокупность этих отрицательных признаков называется инбредной депрессией. Причина ее заключается в переходе в гомозиготное состояние мутантных генов, влияющих на указанные признаки. Однако инбредная депрессия далеко не всегда сопровождает близкородственные скрещивания. В природе существует множество видов растений и различных видов животных, у которых самооплодотворение - норма. Дело в том, что в природе в популяции самооплодотворяющихся видов естественный отбор стабилизирует линии с генотипами, содержащими в минимальном количестве гены, гомозиготизация мутантных форм которых ведет к инбредной депрессии. Поэтому инбридинг может даже привести к выделению линий с повышенной жизнедеятельности и плодовитостью. Экспериментально это было доказано Е. Кинг в опытах с крысами-альбиносами. Она получила от двух пар крыс путём инбридинга две линии, а затем с помощью же этого типа скрещивания (братьев с сестрами) поддерживала их в течение 25 поколений. Кинг проводила строгий отбор среди самок, выбирая лучших для последующих скрещиваний. В результате одна из полученных линий характеризовалась повышенной плодовитостью и жизнеспособностью. Тоже происходит и у растений.

Влияние инбридинга на генетическую структуру популяций была впервые раскрыта в опытах В. Иогансена, показавшего неэффективонность отбора в чистых линиях. Если исходный гетерозиготный организм подвергается самооплодотворению или близкородственному скрещиванию - инбридингу, то уже через несколько поколений число гетерозигот резко уменьшается. Таким образом, самооплодотворение приводит к разложению популяции на отдельных. Мюнтцинг А. Генетика. Изд. Мир, Москва, 2007 - 122 с.

У морских свинок черная окраска шерсти (ген "А") доминирует над белой (ген "а"). При спаривании черного самца с черной самкой в нескольких пометах получено 20 потомков, из которых 6 было белых, а остальные черные. Определите генотип каждого родителя. Составьте схему скрещивания и выясните соотношение генотипов полученного потомства. Составьте схемы скрещиваний, с помощью которых можно было бы выяснить генотипы черных особей.

Решение:

При скрещивании моногибридов во втором поколении происходит расщепление признаков на исходные родительские в отношении 3: 1, 3/4 потомков оказываются с признаками, обусловленными доминантным геном, 1/4 - с признаками рецессивного гена (наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3: 1, а по генотипу - 1: 2:1. закон расщепления).

Схемы скрещиваний: моногибридные расщепления

1) Расщепления нет (все дети одинаковые) - скрещивали двух гомозигот АА х аа (первый закон Менделя).

При скрещивании чистых линий (гомозигот) все потомство получается одинаковое (единообразие первого поколения, расщепления нет).

P AA x aa

G (A) (a)

F₁ Aa

У всех потомков первого поколения (F₁) проявляется доминантный признак (черная окраска), а рецессивный признак (белая окраска) находится в скрытом состоянии.

2) Расщепление 3: 1 (75% / 25%) - скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа (второй закон Менделя).

При скрещивании гибридов первого поколения (при скрещивании двух гетерозигот) в потомстве получается расщепление 3:1 (75% доминантного признака, 25% рецессивного признака).

F₁ Aa x Aa

G (A) (A)

(a) (a)

F₂ AA; 2Aa; aa

3) Расщепление 1:2: 1 (25% / 50% / 25%) - скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа при неполном доминировании (промежуточном характере наследования).

Если две гетерозиготы скрещиваются при неполном доминировании (промежуточном характере наследования), то гетерозигота Аа имеет признак, промежуточный между доминантным и рецессивным.

Получается расщепление по фенотипу 1: 2: 1 (25% / 50% / 25%).

4) Расщепление 1: 1 (50% / 50%) - скрещивали гетерозиготу и рецессивную гомозиготу Аа х аа (анализирующее скрещивание).

При скрещивании гетерозиготы Aa с рецессивной гомозиготой aa получается расщепление 1: 1 (50% / 50%).

P Aa x aa

G (A) (a)

(a)

F₁ Aa; aa

У кур гороховидный гребень контролируется геном "Р", розовидный - геном "R", а простой (листовидный) их рецессивными аллелями "р" и "г". Какие гребни будет иметь потомство, полученное от следующего сочетания родительских пар: RrPpXRrPp, RrPpXRrpp, RRPpXrrPp? Выясните это, используя решетку Пеннета. С каким типом взаимодействия генов мы имеем здесь дело?

1) P RrPp x RrPp

Дигибридное скрещивание.

При скрещивании гомозиготной птицы, имеющей розовидный гребень, с гомозиготной, имеющей гороховидный гребень, у потомков гребень оказывается не гороховидным и не розовидным, а совершенно другой формы - ореховидной. Следовательно, ореховидная форма гребня определяется наличием у птицы одного или двух генов R и одного или двух генов P.

Тип генов: комплементарный (взаимодополняющий).

Генотип: листовидный pprr

гороховидный PPrr, Pprr

розовидный ppRR, ppRr.

2) P RrPp x Rrpp

Дигибридное скрещивание.

Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов. Сущность эпистаза сводится к подавлению проявления генов одной аллельной пары генами другой. Гены, подавляющие действие других неаллельных генов, называются супрессорами или подавителями.

3) P RRPp x rrPp

Дигибридное скрещивание.

Тип генов: комплементарный.

Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретившимся вам при выполнении работы.

Аутосома (ауто греч. soma - тело) - любая из хромосом в кариотипе, кроме половой.

Аллель - один из возможных структурных вариантов гена. Аллели (аллельные гены) расположены в определённых участках гомологичных хромосом и определяют развитие одного из альтернативных вариантов какого-либо признака. В конкретном диплоидном организме не может быть более двух аллелей, составляющих аллельную пару.

Хромосомы - плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки.

Кариотип - диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, величиной и формой хромосом.

Генотип - это генетическая конституция организма, представляющая собой совокупность всех наследственных задатков его клеток, заключенных в их хромосомном наборе - кариотипе.

Инбридинг - инцухт (англ. "ин" - внутри, "бридинг" - разведение, "разведение в себе") - один из методов селекции, при котором осуществляется близкородственное скрещивание сельскохозяйственных животных или принудительное самоопыление у перекрёстноопыляющихся растений.

Инбредная депрессия - снижение жизнеспособности и продуктивности, проявление уродств вследствие перехода многих рецессивных генов в гомозиготное состояние.

Соматические клетки (др. - греч. - тело) - клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.

Геномм - совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК, однако некоторые вирусы имеют геномы из РНК.

Диплоидный набор хромосом - совокупность хромосом, присущая соматическим клеткам, в которой все характерные для данного биологического вида хромосомы представлены попарно; у человека Д. н. х. содержит 44 аутосомы и 2 половые хромосомы.

Вариабельность - изменчивость организмов, заключающаяся в том, что потомки одних родителей или принадлежащие к одному и тому же виду или расе отличаются друг от друга, отклоняются от "типа".

Селемкция (лат. selectio - выбирать) - наука о методах создания новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов, с полезными для человека свойствами.

Гомозигомта - это организм, имеющий одинаковые аллельные пары (АА, ВВ).

Гетерозигота - клетка или особь, у которой два гена, определяющие какой-либо признак, различны. То есть аллельные гены (аллели) - отцовский и материнский - не одинаковы.

Ген (род) - структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении.

Моногибридное скрещивание - скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков, за которые отвечают аллели одного гена.

Рецессивный признак - признак, не проявляющийся у гетерозиготных особей вследствие подавления проявления рецессивного аллеля. Рецессивные признаки - признаки, проявление которых у гибридов первого поколения подавлено при условии скрещивания двух чистых линий, одна из которых гомозиготна по доминантному аллелю, а другая - по рецессивному. В этом случае (при моногибридном скрещивании) в соответствии с законом расщепления во втором поколении рецессивный признак вновь проявляется примерно у 25 % гибридов.

Доминамнтность, или доминимрование - форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

Фенотимп (от греческого слова phainotip - являю, обнаруживаю) - совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены. Фенотип - совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).

Решётка Пеннета, или решётка Паннета - 2D-таблица, предложенная английским генетиком Реджинальдом Паннетом (1875-1967) в качестве инструмента, представляющего собой графическую запись для определения сочетаемости аллелей из родительских генотипов. Вдоль одной стороны квадрата расположены женские гаметы, вдоль другой - мужские. Это позволяет легче и нагляднее представить генотипы, получаемые при скрещивании родительских гамет.

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков, например, окраске цветков (белая или окрашенная) и форме семян (гладкая или морщинистая).

Комплементарность - форма взаимодействия неаллельных генов, при котором одновременное действие нескольких доминантных генов дает новый признак.

Эпистамз - взаимодействие генов, при котором активность одного гена находится под влиянием другого гена (генов), неаллельного ему. Ген, подавляющий фенотипические проявления другого, называется эпистатичным; ген, чья активность изменена или подавлена, называется гипостатичным.

Библиографический список

8. Васильева В.И., Волков И.М., Ярыгин В.Н., Синельщикова В.В. Биология.2 кн. Кн.1. М: Высшая школа, 2004. - 431с.

9. Владимирская Е.М. Пути регуляции пола животных. Киев: Урожай. 2006. - 192 с.

10. Георгиевский В.И., Бурков И.А., Майстров В.И. Проблемы регуляции пола у животных и роль H-Y антигена. // С. - х. биология. 2006. № 10. С.110-121.

11. Лобашев М.Е. Генетика. Изд. Ленинградского университета, 2009 - 750с.

12. Мюнтцинг А. Генетика. Изд. Мир, Москва, 2007 - 610с.

13. http://ru. wikipedia.org/

14. Бакай А.В., Кочинш И.И., Скрипченко Г.Г. Генетика. - М.: КолосС, 2007. - 448 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

Размещено на Allbest.ru