В учебном пособии рассмотрены все основные вопросы общей генетики: цитологические и молекулярные основы наследственности, методы генетики и задачи, закономерности внутривидовой гибридизации, хромосомная теория наследственности, цитоплазматическая наследственность, изменчивость организмов, генетические процессы в популяциях, гетерозис и инбридинг, генетика индивидуального развития, фотосинтез и иммунитет. <...> В 1865 году в Чехии г. Брно Грегор Мендель открыл законы наследования. <...> В 1920 году Н.И. Вавилов на съезде селекционеров доложил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. <...> 7 2 ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 2.1 Клетка – материальная основа наследственности В 1665 году англичанин Роберт Гук (1635-1703) при помощи созданного им же микроскопа впервые увидел на срезах растительных тканей микроскопические структуры, которые напоминали ему монастырские кельи. <...> Единственная хромосома – генофор, представляет собой молекулу ДНК, не связанную с какимлибо белком. <...> Слово хромосома в переводе с греческого, означает цветное тело (chroma – цвет, soma – тело). <...> Хромосома – это наиболее компактная форма наследственного материала клетки (по сравнению с нитью ДНК укорочение составляет примерно 1600 раз). <...> Теломеры – концевые участки хромосом, содержащие до 10 тысяч пар нуклеотидов с повторяющейся последовательностью ТТАГГГ. <...> 10 Рисунок 3 – Схема спирализации хромонем в митотическом цикле: 1 – интерфаза, хромонемы слабо спирализованы (остаточные спирали); 2, 3, 4 – профаза, усиление спирализации хромонем, образование двух хроматид; 5 – прометафаза, проявление четырех полухроматид; 6 – метафаза, максимальная спирализация, выявляются как большая, так и малая спираль; 7 – анафаза; 8 – телофаза (одна из дочерних хромосом), деспирализация хромонем (Лобашев М.Е. <...> Характерная черта соматических клеток огромного большинства видов – парное число хромосом. <...> Каждому из населяющих нашу планету виду растений и животных <...>
ГЕНЕТИКА.pdf
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»
В.И. Грязева, В.В. Кошеляев
ГЕНЕТИКА
Учебное пособие
Пенза 2014
4
Стр.1
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»
Кафедра селекции и семеноводства
В.И. Грязева, В.В. Кошеляев
ГЕНЕТИКА
Допущено Учебно-методическим объединением вузов
Российской Федерации по агрономическому образованию
в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров
по направлению 35.03.04 «Агрономия»
Пенза 2014
Стр.2
УДК 575(075)
ББК 28.04(я7)
Г 92
Рецензенты: Л.П. Шевцова, доктор с.-х. наук, профессор кафедры
«Растениеводство, селекция и генетика» ФГБОУ ВПО
«Саратовский ГАУ»; С.А. Сашенкова, кандидат биологических
наук, доцент кафедры биологии и экологии ФГБОУ ВПО «Пензенская
ГСХА»
Печатается по решению ученого совета агрономического
факультета от 20 ноября 2013 года, протокол № 3
Грязева, Валентина Ивановна
Г92 Генетика: учебное пособие / В.И. Грязева, В.В. Кошеляев.
– Пенза: РИО ПГСХА, 2014. – 180 с.
В учебном пособии рассмотрены все основные вопросы общей
генетики: цитологические и молекулярные основы наследственности,
методы генетики и задачи, закономерности внутривидовой
гибридизации, хромосомная теория наследственности,
цитоплазматическая наследственность, изменчивость организмов,
генетические процессы в популяциях, гетерозис и инбридинг, генетика
индивидуального развития, фотосинтез и иммунитет.
Приведены достижения в области генетики. К каждой теме даются
контрольные вопросы.
© ФГБОУ ВПО
«Пензенская ГСХА», 2014
© В.И. Грязева,
В.В. Кошеляев, 2014
Стр.3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………… 3
1 МЕТОДЫ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ……….. 5
1.1 Методы генетики………………………………………… 5
1.2 Этапы развития генетики………………………………... 5
Вопросы для самоподготовки………………………… 7
2 ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ………………………………….. 8
2.1 Клетка – материальная основа наследственности……... 8
2.2 Хромосомы – генетический аппарат клетки…………… 9
2.3 Митоз и его генетическое значение…………………….. 14
2.4 Половое размножение – мейоз………………………….. 18
2.5 Спорогенез и гаметогенез у растений…………………... 23
2.6 Процесс двойного оплодотворения
у цветковых растений……………………………………. 26
2.7 Половое размножение без оплодотворения……………. 28
Вопросы для самоподготовки ………………………... 30
3 ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ
ПРИЗНАКОВ ПРИ ВНУТРИВИДОВОЙ
ГИБРИДИЗАЦИИ………………………………………….. 31
3.1 Генетическая символика и законы Менделя…………… 32
3.1.1 Моногибридное скрещивание………………………… 33
3.1.2 Дигибридное скрещивание……………………………. 37
3.1.3 Полигибридное скрещивание…………………………. 39
Вопросы для самоподготовки………………………. 40
4 НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ
ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ
НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ…….............................................. 41
4.1 Комплементарное взаимодействие генов………………. 41
4.2 Эпистатическое действие генов………………………… 44
4.3 Плейотропное взаимодействие генов…………………... 47
4.4 Полимерное взаимодействие неаллельных генов……... 48
4.5 Модифицирующее действие генов. Другие типы
взаимодействия генов……………………………………. 50
Вопросы для самоподготовки………………………… 51
5 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
ГИБРИДОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА………………… 53
178
Стр.179
6 МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ………………………………….. 55
6.1 Генетическая роль нуклеиновых кислот……………….. 55
6.2 Химический состав и строение нуклеиновых кислот…. 59
6.3 Репликация ДНК ………………………………………… 63
6.4 Генетический код………………………………………… 65
6.5 Биосинтез белка………………………………………….. 68
6.6 Регуляция биосинтеза белка…………………………….. 73
6.7 Репарация ДНК…………………………………………... 75
6.8 Структура и функции гена………………………………. 76
6.9 Генная инженерия………………………………………... 79
Вопросы для самоподготовки………………………… 83
7 ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. 85
Вопросы для самоподготовки ………………………... 93
8 ГЕНЕТИКА ПОЛА ………………………………………… 95
8.1 Хромосомный механизм определения пола……………. 95
8.2 Пол и половые хромосомы у растений…………………. 99
8.3 Влияние внутренней и внешней среды
на развитие признаков пола………………………………… 101
8.4 Наследование признаков, сцепленных с полом………… 102
8.5 Гены, локализованные и в Х-, и в У-хромосомах……... 103
8.6 Наследственные заболевания (хромосомные болезни)
у человека в результате нерасхождения
половых хромосом…………………………………………… 104
Вопросы для самоподготовки ………………………... 106
9 ВНЕЯДЕРНАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ ……………… 107
Вопросы для самоподготовки ………………………... 110
10 ИНБРИДИНГ И ГЕТЕРОЗИС …………………………… 111
10.1 Инбридинг………………………………………………. 111
10.2 Гетерозис………………………………………………... 113
Вопросы для самоподготовки ………………………. 115
11 ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМОВ …………………….. 116
11.1. Понятие об изменчивости организмов
и ее классификация……………………………………. 116
11.2 Наследственная (генотипическая) изменчивость…….. 116
11.3 Полиплоидия……………………………………………. 126
11.4 Ненаследственная или фенотипическая изменчивость 130
Вопросы для самоподготовки ………………………. 132
179
Стр.180
12 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПОПУЛЯЦИЯХ….. 134
Вопросы для самоподготовки ……………………………. 138
13 ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА РАСТЕНИЙ ……………. 139
13.1 Виды иммунитета………………………………………. 139
13.2 Генетическая природа иммунитета. Теория Флора…... 140
13.3 Методы селекции на устойчивость……………………. 141
13.4 Типы наследственной устойчивости………………….. 142
Вопросы для самоподготовки ……………………… 144
14 ГЕНЕТИКА ФОТОСИНТЕЗА …………………………… 145
13.1 Понятие фотосинтеза…………………………………... 145
14.2 Генетический контроль аппарата фотосинтеза………. 146
14.3 Генетическая программа формирования
аппарата фотосинтеза…………………………………... 146
14.4 Молекулярные механизмы регуляции действия
генов фотосинтеза……………………………………… 147
Вопросы для самоподготовки ……………………… 148
15 ОНТОГЕНЕЗ ………………………………………………. 149
15.1 Понятие онтогенеза…………………………………… 149
15.2 Основные этапы онтогенеза…………………………... 149
15.3 Генетическая программа индивидуального развития
15.4 Дифференциальная активность генов……………….
Вопросы для самоподготовки ……………………..
152
153
157
ЛИТЕРАТУРА ………………………………………... 158
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ …………………………… 161
ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………………………
СОДЕРЖАНИЕ………………………………………..
177
178
180
Стр.181