1582

11

4.Ядерно-цитоплазматический контроль фотосинтеза.

5.Закономерности наследования элементарных признаков в идеальных популяциях (закон Харди-Вайнберга).

6.Генетическая изменчивость популяций по физиологическим признакам.

Вариант 8

1.Генетические карты хромосом.

2.Правило чистоты гамет. Цитоплазматические доказательства расщепления при моногибридном и дигибридном скрещивании.

3.Генетика онтогенеза. Дифференциальная активность генов.

4.Определение, предмет изучения эпигенетики. Отличия в предмете изучения генетики и эпигенетики.

5.Факторы генетической динамики популяций: мутации, изоляции, дрейф генов, миграции, давление отбора.

6.Показатели генетической изменчивости популяций по белкам.

Вариант 9

1.Митоз и его значение. Митотическая активность. Морфология и идентификация хромосом.

2.Наследование при взаимодействии аллельных генов.

3.Мутационная изменчивость. Типы мутаций. Примеры у древесных.

4.Гены и ферменты, гены и изоферменты.

5.Понятие о генетическом гомеостазе, сбалансированном полиморфизме, видах естественного отбора.

6.Нерешенные проблемы в области генетики лесных фитоценозов.

Вариант 10

1.Мейоз и его значение. Кроссинговер, его значение.

2.Наследование при взаимодействии аллельных генов.

3.Индуцированный мутагенез. Примеры.

4.Генетика иммунитета.

5.Методы изучения генетического полиморфизма популяций.

6.Роль генетики лесных и парковых фитоценозов в связи с урбанизацией, селекцией, заменой естественных насаждений культурами, интродукцией растений.

14

изменчивости?

Произойдет ли оплодотворение при прорастании пыльцевых

18трубок, несущих аллели S3 S4 в ткани пестика с теми же аллелями?

15

Примеры решения задач

В настоящих методических указаниях все задачи по генетике условно разбиты на 4 блока: задачи на моногибридное скрещивание, на дигибридное скрещивание, по молекулярной генетике и популяционной генетике. Каждый из блоков представлен типовыми условиями задач. Примеры решения приведены ниже.

I. Задача № 1. Решение задачи на моногибридное скрещивание. Ель зелeношишечной формы скрещена с красношишечной. В F1 половина гибридов имела зеленую окраску шишек. Определить исходные генотипы.

а) Если скрещиваются родители с генотипами АА и аа, то в потомстве расщепления не будет (все особи будут красношишечные); б) Если скрещиваются родители с генотипами Аа и аа, то мы наблюдаем расщепление 1 : 1. Это и есть правильный ответ.

II. Задача № 2. Решение задачи на дигибридное скрещивание. По условию, нужно определить фенотипические и генотипические классы в F2. Для этого записываем полную схему скрещивания P ♀ AABB × ♂ aabb. Определяем генотип и фенотип F1 – AaBb, растения с желтыми и гладкими семенами. Оформляем расщепление в F2 в виде решетки Пеннета:

Зная, что расщепление при дигибридном скрещивании составляет 9:3:3:1, находим эти классы: 9 растений с желтыми и гладкими семенами, 3 растения с желтыми и морщинистыми семенами, 3 растения с зелѐными и гладкими семенами, и 1 растение – с зелѐными и морщинистыми семенами. По генотипу расщепление будет следующим: 1 AABB, 2 AABb, 2 Aabb,

16

4 AaBb, 2 AaBB, 1 AAbb, 2 aaBb, 1 aaBB, 1 aabb.

III. Задача № 3. Решение задачи по молекулярной генетике. Определить молекулярную массу гена, контролирующего образование белка, состоящего из 400 аминокислот. Известно, что средняя молекулярная масса нуклеотида 300. Решение. Белковая молекула является полимерной молекулой, мономерами которой служат аминокислоты. В свою очередь, каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами ДНК. Таким образом, молекулярная масса гена будет 300×3×400 = 360000.

IV. Задача № 4. Вычислить частоты генотипов АА, Аа и аа (в %), если гомозиготные особи аа составляют в популяции I %. Решение задачи. Для решения этой задачи необходимо знать математическое выражение закона Харди-Вайнберга.

P2 + 2pq + Q2 = 1

По условию, доля рецессивных гомозигот составляет 1 %, или 0,01. аа = 0,01, тогда частота гена а будет аа = 0,1;

Находим из формулы p + q = 1 частоту гена А, 1 – 0,1 = 0,9;

Тогда частота генотипа АА будет 0,92 = 0,81. Итак, у нас есть частоты доминантных гомозигот и рецессивных гомозигот. Частота гетерозигот после установления равновесия в популяции будет равна 2×0,9×0,1 = 0,18. Таким образом, частота рецессивных гомозигот 0,01; частота доминантных гомозигот 0,81 и частота гетерозигот 0,18.

Краткий словарь генетических терминов

Автолиз – самопереваривание тканей, клеток или их частей под действием их собственных ферментов у животных, растений и микроорганизмов. Аддитивные гены – полимерные гены, одинаково влияющие на фенотип, но обладающие суммирующим действием.

Азотистые основания – основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. Бывают двух основных типов – пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин) и пуриновые (аденин, гуанин).

17

Аллель – одно из возможных состояний гена. Любое изменение структуры гена в результате мутаций или за счет внутренних рекомбинаций у гетерозигот по двум мутантным аллелям приводит к появлению новых аллелей этого гена.

Аллели множественные - для многих генов известно не два, а несколько и даже много аллельных состояний. При множественном аллелизме в гамете или споре всегда присутствует только один аллель данного гена, а в клетках диплоидных организмов – по два (одинаковых или разных) аллеля этого гена. Аллостерический эффект – явление, при котором конфигурация и биологическая активность фермента или регуляторного белка изменяется прикреплением к нему низкомолекулярного вещества – эффектора.

Аллоферменты – ферменты, кодируемые различными аллелями одного локуса (гена). Наличие аллоферментов увеличивает полиморфизм популяций, повышающий еѐ жизнеспособность.

Амплификация генов – избирательное умножение отдельных частей генома. Особый тип репликации генов рРНК, когда часть их выходит из хромосомы в ядерный сок, располагается вблизи ядерной мембраны и продолжает там автономно реплицироваться. После транскрипции большое количество молекул рРНК поступает в цитоплазму и используется при образовании рибосом.

Амфимиксис – способ размножения растений и животных, при котором новый организм образуется путѐм слияния отцовской и материнской гамет. Анализирующее скрещивание – скрещивание доминантного по фенотипу организма, генотип которого неизвестен, с рецессивным организмом. В зависимости от наличия или отсутствия расщепления различают следующие генотипы доминантного организма – гетерозиготу и гомозиготу.

Антигены – вещества, которые воспринимаются организмом как чужеродные и вызывают специфичный иммунный ответ, способный взаимодействовать с продуктами этого ответа – антителами (иммуноглобулинами) и иммуноцитами как in vivo, так и in vitro.

Антикодон – участок молекулы тРНК, состоящий из трѐх нуклеотидов и узнающий соответствующий ему участок из трѐх нуклеотидов (кодон), который кодирует соответствующую аминокислоту в матрично (информационной) РНК.

Антимутагены – факторы, снижающие частоту мутаций. К их числу относятся разнообразные по своей химической природе соединения – цистеамин,

18

хинакрин, некоторые сульфаниламиды, производные пропионовой и галловой кислот.

Апогамия – одна из форм апомиксиса у растений Апомиксис – размножение организма, не сопровождающееся половым про-

цессом. В более узком смысле вторично бесполое размножение, при котором зародыш развивается без оплодотворения вследствие нарушения предшествующих этапов размножения. В зависимости от того, даѐт ли начало новому организму половая (яйцевая) или вегетативная клетка, различают две основные формы апомиксиса – партеногенез и апогамия.

Апоспория – выпадение из жизненного цикла растений процесса спорообразования и, следовательно, гаплоидной формы.

Возвратное скрещивание – скрещивание гибрида первого поколения с одной из родительских форм или аналогичной по генотипу формой. Гаплоидность – наличие в клетке одного набора хромосом собственного вида.

Генетический анализ – совокупность методов исследования наследственных свойств организма. К основным методам генетического анализа относятся селекционный, гибридологический, цитогенетический, популяционный, молекулярно-генетический, мутационный и близнецовый.

Геном – совокупность всех генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организмов; основной гаплоидный набор хромосом. Дупликация – удвоение гена или участка гена.

Зигота – клетка, образующаяся в результате слияния гамет разного пола; оплодотворенное яйцо.

Кариотип – совокупность признаков хромосомного набора (число, размер, форма), характерных для того или иного вида хромосом.

Клон – совокупность клеток или особей, происшедших от общего предка путѐм бесполого размножения.

Конъюгация хромосом – попарное временное сближение гомологичных хромосом, при котором возможен обмен их гомологичными участками - кроссинговер.

Локус – местоположение определѐнной мутации на генетической или цитологической карте хромосомы.

Мутаген – физический или химический агент, увеличивающий частоту возникновения мутаций.

Наследование – процесс передачи задатков наследственно детерминирован-

19

ных признаков и свойств организма в процессе размножения. Наследственность – свойство структур клетки и организма обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями. Наследуемость – степень, в какой определѐнный признак контролируется генетически, т.е. отношение генетической изменчивости к фенотипической. Плазмагены – наследственные факторы, локализованные в цитоплазме, способные к авторепродукции и передаче наследственной информации. Плоидность – число наборов хромосом, содержащихся в клетке или во всех клетках многоклеточного организма.

Эпигенетика – раздел генетики, изучающая явления, которые влияют на экспрессию генов, по крайней мере, у одного поколения, при условии, что молекула ДНК остается неизменной. Один из известных типов эпигенетической регуляции - изменение формы хроматина. Путем изменения формы - становясь более или менее компактным - хроматин может изменять экспрессию генов.

20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основная литература

1. Царев, А. П. Генетика лесных древесных пород [Текст] : учебник / А. П. Царев, С. П. Погиба, В. В. Тренин. – Петрозаводск, 2000. – 339 с.

Дополнительная литература

2. Гуляев, Г. В. Генетика [Текст] / Г. В. Гуляев. – М. : Колос, 1984. – 351 с.

3. Кайданов, Л. З. Генетика популяций [Текст] / Л. З. Кайданов. – М. : Высш.

шк., 1996. – 320 с.

4. Котов, М. М. Генетика и селекция [Текст] : учебник / М. М. Котов. –

Йошкар-Ола, 1997. – Ч. 1. - 285 с. – Ч. 2. - 107 с.

5. Любавская, А. Я. Лесная селекция и генетика [Текст] / А. Я. Любавская. –

М. : Лесн. пром-сть, 1982. – 285 с.

6. Райт, Дж. В. Введение в лесную генетику [Текст] / Дж. В. Райт ; пер. с англ. – М. : Лесн. пром-сть, 1978. – 470 с.

7. Сиволапов, А. И. Методические указания для самостоятельной работы по генетике для студентов специальности 260400 – Лесное и лесопарковое хозяйство [Текст] / А. И. Сиволапов. – Воронеж, 1995. – 22 с.