Биологическое значение митоза и мейоза в природе

Показатель

Митоз

Мейоз

Итог клеточного деления

Две одинаковые диплоидные клетки (2п2с)

Четыре разнокачественные гаплоидные клетки (пс)

В ходе каких процессов происходит

В ходе заложения и роста всех органов растений и животных

У животных — в ходе гаметогенеза — образования гамет (спермато и овогенеза).

У растений — в ходе спорогенеза

Каким клеткам свойственен

Соматическим клеткам (клеткам тела) животных и растений

У животных — гаметоцитам (клеткам, из которых образуются гаметы).

У растений — спорогенным клеткам (из которых образуются споры)

Роль в природе

1. Генетическая стабильность — обеспечивает стабильность кариотипа соматических клеток в течение жизни одного поколения (т. е. в течение всей жизни организма).

2. Рост — увеличение числа клеток в организме — один из главных механизмов роста.

3. Бесполое размножение, регенерация утраченных частей, замещение клеток у многоклеточных организмов

1. Поддержание постоянного числа хромосом

вида из поколения в поколение. (Диплоидный

набор хромосом каждый раз восстанавливается в ходе оплодотворения в результате слияния двух гаплоидных гамет.)

2. Один из механизмов возникновения изменчивости в результате:

— перекомбинации генов в профазе I

в ходе конъюгации и кроссинговера (ре-

комбинации);

— возникновения различных комбинаций генов в зиготах вследствие оплодотворения (комбинативная изменчивость)

Эктодерма

Энтодерма

Мезодерма

Эпидермис кожи

Ногти

Волосы

Потовые железы

Нервная система:

Головной мозг, спинной мозг, ганглии,

нервы

Рецепторные клетки органов чувств

Хрусталик глаза

Зубная эмаль

Эпителий желудка, пищевода, кишечника

Эпителий трахеи, бронхов, легких

Печень

Поджелудочная железа

Эпителий желчного пузыря

Щитовидная и паращитовидная железы

Эпителий мочевого пузыря

Эпителий мочеиспускательного канала

Гладкая мускулатура всех органов

Скелетная мускулатура

Сердечная мышца

Соединительная ткань

Кости

Хрящи

Дентин зубов

Кровь

Кровеносные сосуды

Брыжейка

Почки

Семенники и яичники

Название

Автор

Формулировка

Правило (закон) единообразия гибридов

первого поколения (I закон)

Г. Мендель,

1865 г.

При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки — оно фенотипически и генотипически единообразно. (При скрещивании двух гомозигот, отличающихся контрастными признаками, формируются единообразные гибриды первого поколения, у которых полностью или частично проявляются доминантные признаки родителей)

Закон расщепления

(II закон)

Г. Мендель,

1865 г.

При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3:1 — образуются две фенотипические группы (доминантная и рецессивная); 1:2:1 — три генотипические группы

(При скрещивании гибридов первого поколения происходит расщепление по фенотипу и генотипу в определенных числовых соотношениях)

А) моногибридное: полное доминирование

По генотипу 1:2:1

По фенотипу 3:1

Б) моногибридное: неполное доминирование

По генотипу 1:2:1

По фенотипу 1:2:1

В) моногибридное: анализирующее

По генотипу 1:1

По фенотипу 1:1

Г) дигибридное: полное доминирование

По генотипу 1:2:1:2:1:2:1:2:4

По фенотипу 9:3:3:1

Д) дигибридное анализирующее

По генотипу 1:1:1:1

По фенотипу 1:1:1:1

Закон независимого

наследования

третий закон)

Г. Мендель,

1865 г.

При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9:3:3:1 (при скрещивании двух гомозигот, отличающихся по двум и более признакам, различные признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь у потомков во всех возможных сочетаниях)

Гипотеза (закон) чистоты гамет

Г. Мендель,

1865 г.

Находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет и по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде. Гамета чиста по одной аллели.

Закон сцепленного

наследования

Т. Морган,

1911г.

Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно) и не обнаруживают независимого распределения. Гены в хромосомах расположены линейно и образуют группы сцепления, число которых равно гаплоидному набору хромосом.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Н. И. Вавилов, 1920 г.

Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. с такой правильностью, что , зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Название метода

Объект и методика исследований

Возможности метода и область его применения

Клинико-генеалогический (предло­жен Ф. Гальтоном в 1865 г.)

Составление и ана­лиз родословной

Определение типа наследова­ния, изучение сцепленного на­следования, определения типа взаимодействия генов. Про­гноз вероятности проявления изучаемого признака в потом­стве. Используется в медико-генетическом консультирова­нии

Популяционно-генетический

Изучение частот различных генов и генотипов в челове­ческих популяциях

1. Определение генетической структуры человеческих попу­ляций, т. е. вычисление частот встречаемости наследственных признаков (в т. ч. болезней) в различных местностях, сре­ди разных рас и народностей, степени гетерозиготности и полиморфизма.

2. Установление особенностей взаимодействия факторов, влияющих на распределение наследственных признаков в различных человеческих по­пуляциях, что позволяет опре­делить адаптивную ценность конкретных генотипов

Близнецовый (предложен Ф. Гальтоном в 1876 г.)

Сравнение частоты сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцевых близнецов

Разграничение роли наследственности и среды в развитии различных признаков. Позволяет определить роль генетического вклада в наследовании сложных признаков, а также оценивать влияние воспитания, обучения и т. д.

Цитогенетический

Строение метафазных хромосом, их морфологические особенности

1. Изучение нормального кариотипа.

2. Точная диагностика наследственных заболеваний, вызываемых хромосомными мутациями.

3. Определение последствий воздействия мутагенов.

Используется в медико-генетическом консультировании

Биохим

ический

Пробы крови или амниотической (околоплодной) жидкости

1. Выявление болезней обмена веществ.

2. Выявление гетерозиготности носителей рецессивных генов

Иммуногенетический

Факторы иммунитета и тканевой совместимости

1. Установление причин тканевой несовместимости.

2. Определение наследования факторов иммунитета.

3. Изучение разнообразия и особенностей наследования тканевых антигенов

Сравнительная характеристика изменчивости

форм изменчивости

Характеристика

Модификационная изменчивость

Мутационная изменчивость

Объект изменения

Фенотип в пределах нормы реакции

Генотип

Отбирающий фактор

Изменение условий окружающей среды

Изменение условий окружающей среды

Наследование призна­ков

Не наследуются

Наследуются

Подверженность изме­нениям хромосом

Не подвергаются

Подвергаются при хро­мосомной мутации

Подверженность изме­нениям молекул ДНК

Не подвергаются

Подвергаются в случае генной мутации

Значение для особи

Повышает или понижает жизнеспособность, продуктивность, адаптацию

Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные — к гибели

Значение для вида

Способствует выживанию

Приводит к образованию новых популяций, видов и т. д. в результате дивергенции

Роль в эволюции

Приспособление организмов к условиям среды

Материал для естественного отбора

Форма изменчивости

Определенная (групповая)

Неопределенная (индивидуальная)

Подчиненность закономерности

Статистическая закономерность вариационных рядов

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Название

центра

Географическое положение

Родина культурных растений

Южноазиатский тропический

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии

Рис, сахарный тростник огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др. (50% культурных растений)

Восточноазиатский

Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань

Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры слива, вишня, редька и др. (20% культурных растеНИй)

Юго-Западноазиатский

Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия

Мягкая пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, дыня и др. (14% культурных растений)

Средиземноморский

Страны по берегам Средиземного моря

Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений)

Абиссинский

Абиссинское нагорье Африки

Твердая пшеница, ячмень, кофе, сорго, бананы

Центральноамери-

канский

Южная Мексика

Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак

Андийский (Южно-

американский)

Южная Америка вдоль Западного побережья

Картофель, ананас, кокаиновый куст, хинное дерево

Методы

Селекция животных

Селекция растений

Подбор родитель­ских пар

По хозяйственно цен­ным признакам и по экстерьеру (совокупно­сти фенотипических признаков)

По месту их происхожде­ния (географически уда­ленных) или генетически отдаленных (неродствен­ных)

Гибридизация:

а) неродственная (аутбридинг)

-внутривидовая

-межвидовая (отдаленная)

Скрещивание отдален­ных пород, отличаю­щихся контрастными признаками, для полу­чения гетерозиготных популяций и проявле­ния гетерозиса. Полу­чается бесплодное по­томство.

Внутривидовое, межвидо­вое, межродовое скрещи­вание, ведущее к гетерози­су, для получения гетерозиготных популя­ций, а также высокой про­дуктивности

б) близкородст­венная (инбри­динг)

Скрещивание между близкими родственни­ками для получения гомозиготных (чис­тых) линий с жела­тельными признаками.

Самоопыление у перекре­стноопыляющихся расте­ний путем искусственного воздействия для получе­ния гомозиготных (чис­тых) линий

Отбор:

а) массовый (по фенотипу)

Не применяется

Применяется в отношении перекрестноопыляю­щихся растений, по фенотипу

б) индивидуаль­ный (по генотипу)

Применяется жесткий индивидуальный от­бор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, эксте­рьеру

Применяется в отношении самоопыляющихся расте­ний, выделяются чистые линии — потомство одной самоопыляющейся особи

Метод испытания производителей по потомству

Используют метод ис­кусственного осемене­ния от лучших сам­цов-производителей, качества которых про­веряют по многочис­ленному потомству

Не применяется

Экспериментальное получение поли­плоидов

Не применяется

Применяется в генетике и селекции для получения более продуктивных, уро­жайных форм

Методы селекционной работы И. В. Мичурина

Методы

Сущность метода

Примеры

Биологически отдаленная гибридизация:

а) межвидовая

Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами

Вишня Владимирская х черешня Винклера белая = вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость)

б) межродовая

Скрещивание представителей разных родов для получения новых форм растений

Вишня х черемуха = церападус

Географически отдаленная гибридизация

Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости)

Груша дикая уссурийская Вере рояль (Франция) =Бере зимняя Мичурина

Отбор

Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу,

цвету плодов и их лежкости

Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью

Метод ментора

Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чем ментор старше, мощнее, длительнее действует, тем его влияние сильнее

Яблоня Китайка подвой) х гибрид (Китайка Кандильсинап) = Кандиль-синап (морозостойкий) Бельфлер-китайка (гибрид подвой) х Китайка (привой) = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт)

Метод посредника

При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещиваемости использование дикого вида в качестве посредника

Дикий монгольский миндаль х дикий персик Давида = миндаль Посредник Культурный персик х миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север)

Воздействие условиями среды

При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадками

Закаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений

Смешение пыльцы

Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости)

Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльцы раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу