1. Роль ядра в наследственности. Морфологическое строение хромосом.
2. Кариотип и его видовые особенности.
3. Митоз и его генетическое значение
4. Мейоз и его генетическое значение
Это тема посвящена изучению материальных основ наследственности. Основное внимание здесь обращено на строение и функции тех органоидов клетки, которые играют ведущую роль в осуществлении наследственности (ядро, хромосомы, митохондрии, рибосомы).
Материальными носителями наследственной информации являются хромосомы клеточного ядра. Поэтому для каждого вида животных и растений характерны совокупность их числа, размеров и морфологии (кариотип).
Каждый организм ведет начало от двух половых клеток (гамет) – отцовского спермия и материнского яйцеклетки. При слиянии гамет – оплодотворении начинаются сложные процессы размножения, деления клеток. Эти процессы реализуются под строгим генетическим контролем.
Ядро – основной компонент клетки, несущий генетическую информацию. Оно может находиться в 2-х состояниях: покоя – интерфазы и деления – митоза и мейоза. Интерфазное ядро представляет собой круглое образование с многочисленными глыбками белкового вещества, названного хроматином. Различают 2 типа хроматин: гетерохроматин и эухроматин. Они выполняют разные функции в генетическом контроле биосинтеза белка. Изучение под электронным микроскопом показало, что хроматин состоит из очень тонких нитей, получивших название хромосом. Именно в них заложена основная часть генетической информации индивидуума.
В этой связи в цитогенетике установлены следующие основные правила: постоянства числа хромосом (Т. Бовери), индивидуальности хромосом (С.Г. Навашин) и парности (гомологичности) хромосом (С.Г. Навашин).
В ядрах клеток обнаруживаются округлые тельца, называемые ядрышками. Количество их в зависимости от типа клеток неодинаковое. На ядрышках осуществляется синтез рибосомной РНК, а также ядерных белков (гистонов).
Студенту важно запомнить числа хромосом основных видов сельскохозяйственных животных.
Строение каждой хромосомы строго индивидуальное, различные по форме и величине. Общие морфологические признаки: хромосомы состоят из 2-х нитей – хроматид, расположенных параллельно и соединенных в точке названной центромерой или первичной перетяжкой. Участок хромосомы от конца до центромеры называют плечом хромосомы. А зависимости от соотношения плеч выделяют 3 типа хромосом.
В онтогенезе передача наследственной информации от одного клеточного поколения к другому осуществляется в процессе непрямого деления клеток – митоза. Рассматривая фазы митоза, необходимо основное внимание обратить на те из них, которые обеспечивают сохранение диплоидного (идентичного материнскому) набора хромосом в дочерних клетках.
Далее в этой теме рассматриваются цитологические основы полового размножения у животных и растений (мейоз, гаметогенез, оплодотворение). Необходимо обратить внимание на то, что мейоз, в отличие от митоза, заканчивается образованием дочерних клеток с гаплоидным (одинарным) набором хромосом в результате двух последовательных делений клеток – редукционного и эквационного. Биологическое значение мейоза заключается, с одной стороны, в уменьшении вдвое исходного числа хромосом, а с другой, - в увеличении комбинативной изменчивости в результате следующих процессов:
1) возможного обмена идентичными участками гомологичных хромосом (кроссинговер);
2) свободного перекомбинирования хромосом отцовского и материнского наборов и их независимого расхождения к полюсам в анафазе редукционного деления, ведущего к генетической неравнозначности образующихся гамет, качественно не тождественных друг другу и исходной клетке.
Генетическое значение оплодотворения заключается в том, что после слияния женской и мужской гамет в зиготе восстанавливается характерный для данного вида диплоидный набор хромосом. Образование зиготы и развитие из нее особи в процессе онтогенеза (индивидуального развития) являются характерными чертами полового размножения.
Литература: 1, гл.2, с. 18-47; 3,гл.3, с. 17-32; 4, гл.2, с.9-25.