Самостійна робота №3
Генетичні карти хромосом
Генетичні карти — це графічне зображення хромосом із зазначеним порядком розташування генів та відстані між ними. Відносну сталість частоти кросинговеру між різними парами генів однієї групи зчеплення використовують як показник відстані між окремими генами, а також для визначення послідовності їхнього розташування в хромосомі. Зокрема, визначення частот кросинговеру між різними парами генів використовують для складання генетичних карт хромосом. На цих картах зазначено порядок розташування і відносні відстані між генами в певній хромосомі. Генетичні карти мають значення для проведення селекційної роботи, діагностики важких спадкових хвороб людини та ін. На Г.к.х. позначено: номер групи зчеплення, назви генів, відстань до них від одного з кінців хромосоми, прийнятого за нульову точку, іноді - місце розташування центромери. Відстань від нульової точки і між генами на Г. к. х. виражають у процентах кросинговеру (відношення числа мутантних особин, що відрізняються від батьків ін. поєднанням генів, до заг. числа вивчених особин) або в морганідах (1% кросинговеру = 1 морганіді), іноді (у бактерій) часовим параметром - у хвилинах. Визначення місця генів у хромосомі (картування) проводиться в два етапи: здійснення гібридологічного аналізу для визначення групи зчеплення та частоти рекомбінацій мутантних генів, що їх необхідно вивчити якомога більшу кількість; власне побудова Г. к. х. Найточніше визначити віддаль між генами можна лише тоді, коли вона невелика. З досі складених найдокладнішими є Г. к. х. дрозофіли-понад 500 генів у 4 групах зчеплення, кукурудзи :- понад 400 генів у 10 групах зчеплення. З розробкою методів гібридизації соматичних клітин поза організмом відкрилась можливість для складання Г. к. х. людини, у якої вже виявлено всі 23 групи зчеплення, в деяких з них відомо по декілька десятків генів.
Використання. Генетичні карти хромосом мають важливе значення для проведення селекційної роботи, оскільки дають змогу свідомо підбирати пари ознак при схрещуванні, а також передбачати особливості успадковування та вияву різних ознак у досліджуваних організмів. Див. також Цитологічні карти хромосом.
Самостійна робота №4
1. Особливості селекції у рослин тварин і мікроорганізмів
1. Особливості селекції рослин
- Рослини, як об’єкт селекції характеризуються певними рисами, що і зумовлюють специфіку селекційної роботи з ними.
- Рослини як об’єкт селекції, володіють наступними характеристиками:
висока плідність (велика кількість нащадків);
крім статевого розмноження, їм властиве і нестатеве (а саме вегетативне);
рослинам притаманне явище поліплоїдії;
не надто вибагливі до умов середовища;
не вимагають великих економічних витрат.
- Виходячи з цього, в селекції рослин застосовують наступні методи:
а) висока плідність, численність потомства дозволяють використовувати метод масового добору, тому в селекції рослин можуть використовуватися обидві форми штучного добору: як індивідуальний, так і масовий;
б) наявність видів, що самозапилюються і самозапліднюються, дає можливість виводити чисті лінії шляхом застосування індивідуального добору;
в) завдяки вегетативному розмноженню можна тривалий час зберігати цінні гетерозиготні комбінації, або ж соматичні мутації, які, як нам відомо, не успадковуються при статевому розмноженні;
г) впливаючи на проросле насіння, сходи певними хімічними речовинами чи радіацією (тобто, здійснюючи штучний мутагенез) селекціонерам вдається одержувати матеріал для добору;
д) у селекції рослин можна застосовувати поліплоїдію – дин із шляхів поліпшення сортів культурних рослин.
- Виникнення поліплоїдних рослин може відбуватися у результаті:
подвоєння кількості хромосом, яке не супроводжується поділом клітини;
злиття соматичних клітин;
утворення гамет із не редукованим числом хромосом.
- Щоб досягти таких мутацій у клітинах рослин, вчені-селекціонери з метою отримання поліплоїдних організмів використовують різноманітні мутагени: колхіцин, ультрафіолетове випромінювання, іонізуючу радіацію, критичну температуру.
- Останнім часом у сільському господарстві використовуються висопродуктивні поліплоїдні сорти картоплі, суниць садових, цукрових буряків, м’якої пшениці, жита, гречки, кукурудзи, проса, льону, кавунів.
- Поліплоїдні рослини характеризуються інтенсивним ростом, більшими розмірами, більшою масою плодів, насіння, підвищеною стійкістю до несприятливих факторів і хвороб.
- Широко застосовують у селекції рослин такий метод як щеплення. (малюнок)
Щеплення – це особливий спосіб штучного об’єднання частин різних рослин.
Завдання: прочитати частину § 21 на ст. 98 та з’ясувати:
1 ряд – Як проводиться щеплення? Які рослини для цього використовують?
2 ряд – Чому щеплення не є справжньою гібридизацією? (призводить лише до не спадкових змін фенотипу)
3 ряд – Більшість сортів, отриманих І. В. Мічуріним, являли собою складні гетерозиготи. Чому для збереження якостей їх розмножують вегетативним шляхом?
Звіт про виконану роботу
2. Особливості селекції тварин
- Селекційна рота у тваринництві спрямована на продуктивність порід і якість продукції, яку вони дають, їх плідність.
- Як матеріал для селекції тварини суттєво відрізняються від рослин. Особливості тварин, які зумовлюють специфіку їхньої селекції, такі:
нечисленність потомства (часто одне або декілька нащадків)
значна тривалість життя, повільніший темп розвитку (часто статевої зрілості тварини досягають не в перший рік розвитку, а через кілька років)
роздільностатевість (що ускладнює інбридинг – споріднене схрещу-вання)
наявність (у вищих тварин) тільки статевого способу розмноження
необхідна гомозиготність чистих ліній досягається за рахунок близькоспорідненого схрещування, але це в свою чергу має негативні наслідки і призводить до деякої депресії (зниження життєздатності організмів, виродження)
у тварин виникають більш складні стосунки із зовнішнім середовищем завдяки наявності розвиненої нервової системи
кожен об’єкт являє собою значну селекційну цінність
тварини вимагають значних економічних витрат на утримання
- Всі ці особливості суттєво впливають на вибір методів селекційної роботи з тваринами.
- В зв’язку з такими особливостями тварин до них неприйнятні:
вегетативне розмноження;
щеплення;
одержання поліплоїдів;
крім того, важко вивчати генотип тварин, оскільки вони в більшості випадків гетерозиготні, а гени у них знаходяться у складній взаємодії.
- Отже, особливості селекції тварин (на відміну від рослин):
а) не застосовується масовий добір, з огляду на співвідносну (кореляційну) мінливість, коли зміна структури або функції однієї спадкової одиниці нерідко обумовлює також зміну інших;
б) використовується метод визначення якості плідників за якостями нащадків; цей метод використовують тому, що у великої рогатої худоби серед самців не проявляються такі ознаки як молочність, жирність молока (наприклад, бугая залишають як плідника, якщо його сестри дають багато молока); у півнів не проявляється така ознака як несучість;
в) здійснюється вивчення родоводу та проводиться відбір за якістю нащадків, це найбільш надійний, але найповільніший шлях;
г) використовується штучне запліднення, завдяки чому можливе одержання цінних порід великої рогатої худоби у штучних умовах („у пробірці”); потім ембріон пересаджують у матку самки іншої породи для подальшого розвитку. У такий спосіб можна одержати значну кількість нащадків з важливими практичними можливостями.
3. Особливості селекції мікроорганізмів
- Мікроорганізми (бактерії, деякі одноклітинні мікроскопічні гриби, наприклад, дріжджі) зараз широко використовуються у різних галузях народного господарства: у харчовій, виноробній, мікробіологічній промисловості (для одержання антибіотиків, вітамінів, амінокислот, гормонів, стимуляторів росту). Тому серед мікроорганізмів також проводиться селекційна робота.
- Мікроорганізми як об’єкти селекції характеризуються наступними ознаками:
не мають типового статевого процесу
мають гаплоїдний набір хромосом, а прокаріоти – кільцеву молекулу ДНК, що дає можливість мутаціям виявлятися вже в першому покоління нащадків
швидкі темпи розмноження дають можливість одержувати велику кількість клітин-нащадків.
- Методи селекції мікроорганізмів:
а) штучний добір;
б) індукований мутагенез;
в) штучне схрещування різних штамів за допомогою вірусів-бактеріофагів;
г) застосування методів генної та клітинної інженерії;
д) не використовується метод гібридизації.