- •Руководство к практическим занятиям по генетике и биометрии
- •Основы биометрии
- •Методы группировки цифрового материала
- •Среднее значение признака и методы вычисления этой величины
- •Показатели изменчивости признаков
- •5. Схема вычисления среднего квадратического отклонения для малой выборки
- •6. Схема вычисления среднего квадратического отклонения для большой выборки
- •Задания для вычисления среднего значения признака и показателей его изменчивости
- •Статистические ошибки
- •Критерий достоверности разницы
- •Критерий соответствия эмпирических и теоретических частот
- •9. Критические значения критерия (хи-квадрат) Пирсона для
- •10. Алгоритм вычисление критерия χ2
- •11. Определение соответствия фактических и теоретических частот методом χ2
- •Связь между признаками. Коэффициенты корреляции и регрессии
- •12. Определение коэффициента корреляции методом малой выборки
- •13. Схема построения корреляционной решетки
- •14. Связь устойчивости коров к маститу с типом их конституции
- •1. Удой, кг - жирность молока, %
- •2. Содержание жира, % - содержание белка, %
- •3. Удой - количество молочного жира, кг
- •4. Концентрация уксусной кислоты в рубцовой жидкости -
- •5. Живая масса - удой, кг
- •6. Обхват вымени, см - суточный удой, кг
- •7. Высший суточный удой - удой за лактацию, кг
- •8.Бактерицидная активность сыворотки крови, % - удой за лактацию, ц
- •9 Высота коров в холке, см - живая масса, кг
- •10. Масса бычков при рождении - масса их в 18 месяцев, кг
- •11. Масса жира "полива" - масса внутреннего жира, кг
- •12. Масса бычков - масса их туш при убое, кг
- •13А . Живая масса свиней, кг - обхват груди, см
- •13. Живая масса свиней, см - толщина шпика, мм
- •14. Среднесуточный прирост свиней, г - затраты корма, к.Е.
- •15. Многоплодие, гол. - масса 1 поросенка, кг
- •16. Живая масса свиноматок - молочность (масса гнезда при отъеме),кг
- •17. Живая масса овец - настриг шерсти, кг
- •18. Настриг шерсти, кг - убойный выход овец, %
- •19. Высота в холке овец, см - живая масса, кг
- •20. Высота в холке лошадей, см - резвость на дистанции 1600 метров, мин
- •21. Живая масса кроликов, кг - площадь их шкурок, дм
- •22. Яйценоскость кур, шт. - масса яиц, г
- •23. Живая масса кур, кг - яйценоскость, шт.
- •24. Масса инкубированных яиц - масса суточных цыплят, г
- •25. Содержание в крови альбуминов, % - масса утят, кг
- •Дисперсионный анализ
- •15. Общая схема проведения дисперсионного анализа
- •Коэффициенты наследуемости и повторяемости признаков
- •17. Схема вычисления коэффициента повторяемости ранговым методом
- •Ответы на задачи
- •Цитологические основы наследственности
- •Строение и идентификация хромосом
- •Изучение политенных хромосом в клетках слюнных желез личинки комара
- •Изучение кариотипов сельскохозяйственных животных
- •Использование дрозофилы в генетических исследованиях
- •Моногибридное скрещивание
- •Закономерности наследования признаков при половом размножении
- •Моногибридное скрещивание
- •Сцепленное наследование признаков
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Молекулярные основы наследственности
- •Генетика популяций
- •Определение эффекта гетерозиса
- •Масса цыплят в возрасте 40 суток, кг
- •Группы крови и биохимический полиморфизм белков
- •Геhеалогический анализ
- •Литература
- •Содержание
Цитологические основы наследственности
Наука, изучающая явления наследственности и изменчивости с использованием генетических и цитологических методов, называется цитогенетикой. Объектом цитогенетических исследований является клетка и в особенности хромосомы, их морфология и химический состав. Изучение материальных основ наследственности мы начнем с митоза и мейоза, сложных делений клетки, в процессе которых можно изучить строение и поведение хромосом.
ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК
Митоз
Митоз это непрямое деление соматических клеток, состоящее из деления ядра (кариокенез) и деления цитоплазмы (цитокенез). В результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние клетки, получающие одинаковое число хромосом. Следовательно, наследственный материал между дочерними клетками распределяется поровну.
Цель занятия. Ознакомиться с делением клетки, изучить и зарисовать фазы митоза и процессы, происходящие в них.
Материал и оборудование. Таблица и слайды, иллюстрирующие фазы и стадии митоза. Готовые препараты со срезами корешков лука и микроскопы.
Методика приготовления препарата. Для изучения митоза несложно приготовить препарат из корешка лука. Для этого корешок лука помещают в тигелек с красителем (ацетоорсеин или кармин) и нагревают. После окрашивания корешки переносят на предметное стекло в каплю 45% уксусной кислоты и, накрыв покровным стеклом, раздавливают. Далее препарат рассматривают под микроскопом при увеличении 7х40 (рис.1.).
Рис.1 Митоз в клетках корешка лука
Фазы митоза в клетках корешка лука. А-интерфаза, Б-Д – профаза, Е-Ж – метафаза, З-И – анафаза, К-М –телофаза.
Несмотря на то, что митотическое деление представляет непрерывный процесс, где каждая стадия незаметно переходит в другую, для удобства изучения можно выделить 4 фазы ( профазу, метафазу, анафазу и телофазу).
Между двумя клеточными делениями - в интерфазе, которая по продолжительности намного длиннее митоза происходят сложные процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. В предсинтетической стадии – G1 накапливаются нуклеотиды, аминокислоты, ферменты и др. вещества, в синтетической фазе - S происходит синтез ДНК и удвоение хромосом, в постсинтетической фазе - G2 затормаживаются процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки и она готовится к делению. Таким образом ,в интерфазе каждая хромосома синтезирует и формирует свою точную копию из материала клеточного ядра. Интерфазные хромосомы в конце периода G2 состоят из отдельных нитей, каждая из которых подвергается спирализации самостоятельно. Они лежат так близко, что кажутся единой структурой.
Профаза - первая фаза митоза. Ядро увеличивается в размерах, появляются тонкие нити хромосом, которые постепенно укорачиваются и утолщаются. Хроматиды остаются соединенные вместе при помощи центромер. Центриоли делятся и отходят к полюсам клетки. Ядерная оболочка начинает разрушаться и к концу профазы исчезает.
Метафаза. Хромосомы располагаются в плоскости экватора, образуя метафазную пластинку. Нити веретена связывают центромеры хромосом с полюсами клетки. Стадия метафазы наиболее удобное время для наблюдения за хромосомами.
Анафаза. Центромеры скрепляющие две хроматиды, делятся, хроматиды разъединиются, нити веретена деления сокращаются и подтягивают хромосомы к полюсам клетки. Хроматиды с этого момента называют дочерними хромосомами.
Телофаза. Хромосомы достигают полюсов здесь они деспирализуются и утрачивают видимую индивидуальность. Вокруг отошедших к полюсам хромосом формируется ядерная оболочка. Телофаза завершается делением цитоплазмы - цитокенезом.
Mейоз
Мейоз - сложное деление, которое происходит только у высших организмов, размножающихся половым путем, и связано с процессом развития и образования половых клеток.
Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра: первое деление - редукционное, в результате которого число хромосом уменьшается в два раза и второе - эквационное сохраняющее число хромосом без изменения. Первое деление мейоза - редукционное, начинается с профазы 1, состоящей из пяти стадий: лептонемы, зигонемы, пахинемы, диплонемы и диакенеза. Схема мейоза показана на рис. 2.
2n=6
n=3
Рис.2. Схема мейоза
На стадии лептонемы (тонких нитей) хромосомы имеют вид тонких однородных нитей. При большом увеличении можно видеть, что в этой стадии хромосомы состоят из двух хромотид, соединенных центромерой.
На стадии зигонемы (парных нитей) гомологичные хромосомы начинают соединяться по всей длине (коньюгировать).
На стадии пахинемы (толстых нитей) происходит спирализация хромосом, в результате чего они утолщаются и укорачиваются. Соединенные в пары хромосомы называются бивалентами. Они состоят их четырех хроматид.
На стадии диплонемы (двойных нитей) обнаруживается произошедший ранее обмен участками между гомологичными хроматидами в виде перекрещивания гомологичных хроматид. Такие перекрещивания называются хиазмами. Обмен гомологичных хромосом участками называют кроссинговером. В результате кроссинговера происходит рекомбинация генов. В диплонеме хромосомы начинают отталкиваться друг от друга.
На стадии диакенеза хромосомы еще больше укорачиваются и утолщаются. При переходе от стадии профазы к метафазе наблюдается разрушение оболочки ядра, исчезновение ядрышек и формирование ахроматинового веретена.
В метафазе 1 биваленты расположены в плоскости экватора, причем их вдвое меньше диплоидного числа хромосом. В отличие от митоза центромеры хромосом не делятся.
В анафазе 1 редукционного деления к противоположным полюсам расходятся не хромотиды, а целые хромосомы, что приводит к уменьшению их числа в дочерних клетках в два раза. Хромосомы дочерних ядер состоят из качественно различных хроматид, которые образовались в результате кроссинговера.
Телофаза 1. Хромосомы концентрируются на полюсах и деспирали-зируются. Происходит формирование ядер, нити веретена исчезают. Далее происходит цитокенез и в итоге формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом.
После очень короткой интерфазы в которой не происходит удвоения хромосом сразу начинается эквационное деление, которое проходит по типу митоза.
Профаза 2 характеризуется исчезновением ядрышек, ядерной оболочки и образованием веретена деления.
Во время метафазы 2 гаплоидные хромосомы, состоящие из двух хроматид, выстраиваются центромерами в плоскости экватора.
В анафазе 2 происходит продольное деление центромер. К противо-положным полюсам клетки расходятся качественно различные хромосомы.
В телофазе 2 образуются ядра, содержащие гаплоидный набор хромосом.
В процессе мейоза происходит три важных явления отличающих мейоз от митоза:
- уменьшение числа хромосом вдвое (вместо диплоидного набора - гаплоидный). В процессе оплодотворения в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для соматических клеток.
- образование клеток с различными комбинациями отцовских и материнских хромосом.
- возникновение новых типов хромосом, сочетающих гены родителей в новых комбинациях в результате кроссинговера.