Билет 20.

1.Селекция микроорганизмов. Значение, свойства, особенности и методы селекции микроорганизмов.

Микроорганизмы – это все прокариоты, из эукариотов простейшие, микроскопические грибы, водоросли.Значение микроорганизмов. В микробиологической промышленности для синтеза лекарств, бактериальных удобрений, гормонов, аминокислот. В пищевой промышленности в хлебопечении, виноделии, производстве спирта, кисло- молочных продуктов В энергетике. Предохранении от загрязнения окружающей среды. Например, в геном бактерии внедряют гены разрушающие нефть и пестициды..Свойства микроорганизмов: Быстро растут и размножаются Каждая клетка даёт клон физиолого-биохимически, генетически однородных клеток, что облегчает отбор .Генетический аппарат – одна кольцеобразная хромосома и плазмиды, что облегчает работу с генетическим материалом клетки. Особенности селекции микроорганизмов: За несколько дней на небольшой площади в специальных аппаратах с питательной средой выращивают миллиарды особей. Использование естественной способности микроорганизмов синтезировать аминокислоты, витамины, ферменты Эффективное использование мутационного процесса т.к. их геном гаплоидный и мутации проявляются уже в F1С помощью методов генной инженерии трансформированные бактерии синтезируют гормоны человека, животных.Методы селекции микроорганизмов: Подбор исходного материала – выделение из природы микроорганизмов и ведение отбора по продуктивности. Индуцированный мутагенез. Популяцию клеток обрабатывают мутагеном, рассеивают на питательную среду и исследуют возникшие колонии- это клональный анализ, т.к. каждая колония – клон –группа генетически идентичных клеток, возникших в результате вегетативного размножения одной клетки.. Ступенчатый отбор. Для сверхпродукции того или иного соединения штамм продуцентов должен содержать в геноме несколько мутаций. Последовательное введение мутаций достигается техникой ступенчатого отбора. Для выявления организмов, несущих мутации служат селективные среды на которых растут только мутанты.

2.Элементарные факторы эволюции.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ - это предпосылки эволюции с позиции СТЭ Факторы, ведущие к элементарному эволюционному явлению, делят на 3 группы:1.Факторы, поставляющие элементарный эволюционный материал или генетико-экологические факторы а-мутационный процесс б-комбинативная изменчивость в -поток генов г -дрейф генов д -периодические случайные колебания численности популяций2.Разные формы изоляции3.Естественный отбор

1).Мутационный процесс

Частота возникновения спонтанных мутаций в поколениях 10^-4-10^-8, но т.к. генов много, то общая частота мутаций значительна. Например. у D.melanogaster 25% гамет на поколение несут мутацию, 3-30% особей в популяции – носители мутаций.

Высокая частота мутаций оказывает ощутимое давление на процесс эволюции.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ГРУЗ - неблагоприятные аллели популяции в гетерозиготном состоянии.

Например, а - аллель серповидноклеточной анемии, А – норма, особи с генотипом Аа не болеют малярией, но являются носителями гена серповидноклеточной анемии.

Электронно-микроскопическая фотография нормального и серповидноклеточного эритроцитов значение мутационного процесса:

1. Поддержание высокой степени гетерозиготности популяций - основа для действия отбора

2. Ведет к возникновению «резерва» наследственной изменчивости для приспособления популяций к дальнейшим изменениям в среде

3. Ведет к элементарному эволюционному явлению

2).Комбинативная изменчивость

Давление мутаций усиливается за счет комбинативной изменчивости. Она составляет 98% всех наследственных изменений. Комбинативная изменчивость происходит в результате кроссинговера, независимого распределения хромосом в мейозе, случайного оплодотворения (половая рекомбинация).

Число генов у каждого организма исчисляется тысячами, поэтому комбинирование генов при половом размножении приводит к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У любого ребенка можно обнаружить признаки, типичные дл его матери и отца. Однако даже среди близких родственников не найти двух абсолютно одинаковых людей. Исключение составляют однояйцевые близнецы, степень идентичности которых очень велика. Причина разнообразия в явлении комбинативной изменчивости. Возможности комбинативной изменчивости в формировании индивидуумов с разными генотипическими свойствами безграничны даже в случае прекращения мутационной изменчивости.

3).Поток генов

В генофонде скрещивающейся внутри себя популяции происходит непрерывный обмен аллелями между особями. В случае возникновения мутантного аллеля возникает его распространение по всему генофонду в результате панмиксии (случайного скрещивания). ПОТОК ГЕНОВ - это перемещение аллелей из одной популяции в другую в результате панмиксии.

Поток генов ведет к изменчивости, но в смысле эволюционных изменений его действия консервативны. Так как распространение мутантных аллелей по всем популяциям вида ведет к возникновению общего генофонда, уменьшает различия между популяциями.

Прерывание потока генов – предпосылка видообразования.