ОТВЕТЫ ПО ГЕНЕТИКЕ

ОТВЕТЫ ПО ГЕНЕТИКЕ .

1)Генетика как наука, ее связь с другими науками

Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов.

Наследственность – способность живых существ передавать свои признаки и способности потомству.

Свойства: обеспечивать материальную и функциональную приемлемость между поколениями.

Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе онтогенеза.

Генетика тесно связана с цитологией, химией и физикой, биологией, математикой, психологией.

Связь: - химия и физика (методы исследования)

- психология (влияние наследственности, врожденные поведенческие реакции)

- математика (при помощи математики в генетике осуществляется, например: подсчет статистических показателей и т.д.).

- биология и цитология (имеют «общие» предметы изучения)

- селекция (генетика применяется в селекции растений)

 

2)Значение генетики для теории и практики сельского хозяйства

Теоретическая значимость генетики проявляется в том, что она служит средством изучения наследственности и изменчивости живых организмов с целью создания пород животных, сортов растений и микроорганизмов.

Генетика занимает ведущее место в современной биологии. Фундаментальные открытия этой науки реализуются в селекции растений и животных. В животноводстве широко используется явление гетерозиса (более мощное развитие гибридов первого поколения по сравнению со своими родителями). Применяется это явление также в свиноводстве и мясном скотоводстве. С помощью иммуногенетических методов проводится уточнение происхождения животных. Разработанные методы пересадки оплодотворенных яйцеклеток и эмбрионов, нашли применение при размножении высокопродуктивных животных. Методы генетической инженерии широко применяются в биотехнологии.

 

3)Основные этапы развития генетики.

Генетика как самостоятельная наука возникла в начале 20-го века. Ее возникновение было обусловлено вторичным открытием в 1900г.закона наследственности, установленного Менделем в 1865г. Мендель доказал, что признаки и свойства организмов определяются обособленными наследственными загадками, которые могут по-разному сочетаться и перекомбинироваться. Большое значение имели исследования Датского ученого Моргана. В 1910-1920гг. Морган доказал, что носители наследственных задатков являются хромосомы и установил, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке. По мнению Дубинина различают 3 этапа:

- Классическая генетика(1900-1926гг.)

- Неоклассицизм(1926-1953гг.)

- Эпоха молекулярной генетики(1953г.)

 

4)Вклад отечественных ученых в развитие генетики

Видную роль в развитии генетики в 20-40 гг. XX в. сыграли наши отечественные ученые. А. С. Серебровский, исследуя генетику животных, показал сложную структуру гена, ввел в науку термин «генофонд». Учение о наследственности и изменчивости обогатили труды Н. И. Вавилова, сформулировавшего в 1920 г. закон гомологических рядов наследственности и изменчивости, что обеспечивало тесную связь генетики с эволюционным учением. Ю. А. Филипченко провел многочисленные эксперименты по генетическому анализу растений, разработал методы исследования изменчивости и наследственности. Значительный вклад в развитие генетики внесли также Г. Д. Карпеченко, Н. К. Кольцов, С. С. Четвериков и другие исследователи.

 

5)Методы изучения генетики

· Гибридологический метод: состоит в скрещивании в ряде поколений организмов, различается определенными признаками и изучением потомств. Этот метод был разработан Менделем.

· Цитологический метод: служит для изучения строения клетки и ее структур. С помощью этого метода выявляются различные болезни и аномалии, связанные с изменением строения хромосом (мутации).

· Генологический метод: использование родословной для изучения закономерности наследования признаков, в т.ч. наследственных болезней, с учетом их проявления у родственных групп, у нескольких поколений.

· Биометрический метод: ряд математических приемов, позволяющих определить степень достоверности полученных данных, установить вероятность различий между показателями опытных и контрольных групп животных.

· Биохимический метод: изучает химизацию различных реакций, протекающих в живых организмах. Химическое строение хромосом и генов.

· Близнецовый метод: служит для изучения влияния определенных факторов внешней среды и их взаимодействие с генотипом особи.

· Иммуногенетический метод: включает кселологические методы, иммуноэлектрофорес которых используют для изучения групп крови, белков и ферментов сыворотки крови и ткани. Можно установить иммунологическую несовместимость, выявить иммунодефициты.

· Онтологический метод: позволяет установить степень влияния генов и условия среды на развитие изучаемых свойств и признаков в онтогенезе.

· Мутационный метод: позволяет установить влияние мутагенных факторов на генетический аппарат клетки, ДНК и хромосом и на изменение признаков.

 

6)Современные представления о строении животной клетки.

- Вакуоли (участки гиалоплазмы, ограниченные элементарной мембраной. Они образуются из расширений ЭПС и пузырьков комплекса Гольджи. Вакуоли можно разделить на 2 группы:1) пищеварительные, в которые поступают гидролитические ферменты лизосом и в которых происходит внутриклеточное пищеварение; 2) сократительные, собирающие и выводящие за пределы клетки продукты диссимиляции и излишков воды).

- Комплекс Гольджи (представлен тельцами серповидной или палочковидной формы.В его состав входят: полости, ограниченные мембранами и расположенные группами; крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей).

- Лизосомы (структуры в клетках животных, содержащие ферменты, способные расщеплять белки, полисахариды, пептиды, нуклеиновые кислоты).

- Митохондрии (мелкие тельца (0,2 – 7 мкм), выполняющие функцию синтеза АТФ).

- Плазматическая мембрана (периферическая структура, окружающая протоплазму.Ограничивает свободный поток в клетку и из нее низко- и высокомолекулярных веществ).

- Центриоли (мелкие гранулы, входящие в состав клеточного центра.Клеточный центр играет важную роль в процессах деления клетки).

- Цитоплазма (внутреннее содержимое клетки без ядра. Выполняет функции синтеза белков, липидов, АТФ).

- ЭПС (мелкие каналы и полости, образующие сеть. Функции: участие в синтезе белка. Связывает между собой основные органоиды клетки).

- Ядро (обязательная часть клетки.иФункции: репликация и транскрипция, реализация генетической информации в ДНК).

- Ядрышко (постоянная часть интерфазного ядра. Функции: образование или сборка рибосом, которыми снабжается цитоплазма).

 

7)Строение растительной клетки. Отличия в строении животной и растительной клеток.

Вакуоли (полости, заполненные клеточным соком), ядро, цитоплазма, пластиды, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, микротрубочки, рибосомы.

Различия в строении животной и растительной клеток.

Растительная клетка отличается от животной следующими признаками:

· Прочная клеточная оболочка

· Пластидами в которых происходит первичный синтез органических веществ из минеральных за счет энергии света.

· Развитая сетью вакуолей, обуславливающих осмотические свойства клеток

· Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии.

Различают 3 вида пластид:

- Лейкопласты (бесцветные пластиды, в которых происходит синтез крахмала из моносахаридов и дисахаридов)

- Хлоропласты, включающие пигмент хлорофилл, где осуществляется фотосинтез.

- Хромопласты, содержащие в различии пигменты, обуславливающие яркую окраску цветов и плодов.

 

8)Каково строение ядра и его функции.

Ядро ограничено ядерной оболочкой, отделяющей его содержимое от цитоплазмы. В ядре находится от 1 до 7 ядрышек. С ними связаны процессы синтеза РНК и т-РНК.

Основные компоненты ядра - хромосомы, образованные из молекул ДНК и различных белков.

Функции клеточного ядра:

· Регуляция процессов обмена веществ в клетке

· Хранение наследственной информации и ее воспроизводство.

· Синтез РНК

· Сборка рибосом

 

9)Химический состав, строение и функции рибосом

Рибосомы – мелкие органоиды (диаметр 20 нм), состоящие из двух субъединиц, большой и малой

Химический состав: 50% белков, 50% рРНК. Рибосома, лишенная белков, работает медленнее.

Функция рибосом – синтез белков. Участвуют все 3 вида РНК (рРНК; иРНК – является матрицей для трансляции; тРНК – приносит аминокислоты и присоединяется по принципу комплементарности к кодону иРНК).

 

10)химический состав, строение и функции хромосом.

Хромосомы – нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, которые предназначены для хранения, реализации и передачи наследственной информации.

Термин хромосомы был предложен в 1888г немецким морфологом Вальдейером.

Химический состав хромосомы:

ДНК(40%), РНК, белки(60%). Белки делятся на гистоны (репрессоры, подавители) и протамины (активаторы ДНК). Гистоны прочно соединяются с молекулами ДНК, чем препятствуют считыванию заключенной в ней биологической информации.

 

Морфологическое строение хромосомы:

Хромосомы состоят из двух хроматид, которые соединены между собой центромерой в районе первичной перетяжки. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку – ядрышковый организатор. Иногда хромосомы имеют спутник, соединенный с основной хромосомой тонкой хроматиновой нитью или вторичной перетяжкой. Концы хромосом называются теломерами. Центромера делит хромосому на 2 плеча.

11)Классификация хромосом по Левитскому

Типы хромосом:

· Метацентрические (равноплечие). Центромера расположена в середине хромосомы и делит ее на 2 равных плеча.

· Субметацентрические (слабое неравноплечие). Центромера делит на 2 плеча разной длины.

· Акроцентрические (резкое неравноплечие). Расположено ближе к концу хромосомы.

· Телоцентрические. Центромером располагаются на самом конце хромосомы.

 

12.Аутосомы и половые хромосомы, их количество у с.-х. животных и растений.

2 типа хромосом:

1) Неполовые (аутосомы)

2) Половые (х;у)

Аутосомы – парные хромосомы, одинаковые для мужских и женских организмов.

Половые хромосомы – хромосомы, содержащие гены, определяющие половые признаки организма.

У КРС 58 аутосом и 2 половые хромосомы, у свиньи 36 хромосом и 2 половые хромосомы, у овцы 52 аутосомы и 2 половые хромосомы, у кролика 42 аутосомы и 2 половые хромосомы.У пшеницы 40 аутосом и 2 половые хромосомы, у пшеницы твердой 26 аутосом и 2 половые хромосомы, у ячменя 12 аутосом и 2 половые хромосомы, у ржи 12 аутосом и 2 половые хромосомы, у овса 40 аутосом и 2 половые хромосомы, у картофеля 46 аутосом и 2 половые хромосомы, у лука 14 аутосом и 2 половые хромосомы, у свеклы 16аутосом и 2 половые хромосомы.

 

13.Понятие о кариотипе, геноме, идиограмме. Кариотип с.-х. животных и растений.

Кариотип – набор хромосом в соматических клетках данного вида.

Всегда диплоидный (двойной).

У КРС кариотип 60, человека – 46, свиньи – 38, овцы – 54, кролика – 44, пшеницы – 42, пшеницы твердой – 28, ячменя и ржи – 14, овса – 42,картофеля – 48, лука – 16, свеклы – 18.

Геном – набор хромосом в половой клетке данного вида.

Всегда гаплоидный.

Идиограмма – графическое изображение хромосомы, с учетом их морфологических деталей: длины, расположения центромеры, вторичной перетяжки.

 

14.Жизненный цикл клетки. Митоз. Особенности митоза в животной и растительной клетке.

Жизненный цикл клетки – период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Митотический цикл – промежуток времени между окончанием одного клеточного деления и окончанием последнего.

Митоз:

Интерфаза – клетка готовится к делению.

· Профаза. Каждая хромосома состоит из 2-х хроматид. Хроматиды спирализуются, укорачиваются, утолщаются. Ядрышко постепенно уменьшается и диспиргируется. Ядерная оболочка распадается, центриоли расходятся к полюсам клетки и формируются нити веретена деления. Каждая хромосома прикрепляется к нитям веретена с помощью центромеры.

· Метафаза. Короткий промежуток времени, в течение которого хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя метафазную пластинку. Хромосомы хорошо видны, благодаря чему именно в этой стадии происходит изучение кариотипа.

· Анафаза.Центромера делится и хроматиды превращаются в дочерние хромосомы. Деление центромер происходит одновременно у всех хромосом. Нити веретена, прикрепленные к центромерам, сокращаются и тянут хроматиды к полюсам клетки. Плечи пассивно следуют за центромерой.

· Телофаза. Хромосомы, собравшиеся у полюсов ,диспирализутся и становятся плохо видимыми. Вокруг них образуется ядерная оболочка, ядрышки. Потом делится цитоплазма и образуются 2 дочерние клетки.

Особенности митоза в животной и растительной клетке.

Растительная клетка	Животная клетка
Центриолей нет	Центриоли имеются
Звезды не образуются	Звезды образуются
Образуется клеточная пластинка	Клеточная пластинка не образуется
Не образуется борозда	Образуется борозда
Митоз происходит в меристемах	Митоз происходит в различных тканях и участках организма

 

 

15.В чем заключается генетическая сущность мейоза?

Мейоз и его генетическая сущность

  Мейоз – деление половых клеток на стадии созревания. Мейоз 1. Приводит к уменьшению вдвое количества хромосом (редукционное деление).

Понятие о гомозиготности и гетерозиготности.

гомозиготные особи- особи несущие одинаковые аллели ,образующие один сорт гамет и не дающие расщепления при скрещивании себе подобных.

гетерозиготные особи -это особи несущие разные аллели и дающие расщепление при скрещивании себе подобных.

Понятие о генотипе и фенотипе . Норма реакции . экспрессивность и пенентрантность признаков.

генотип- совокупность всех генов одного организма.

фенотип- совокупность всех признаков одного организма .

пенентрантность - пробивание гена в признак . количественный показатель фенотипической изменчивости проявления гена.

экспрессивность- выраженность фенотипического проявления Генов.

норма реакции-Диапазон изменчивости, в пределах которой в зависимости от условий среды один и тот же генотип способен давать различные фенотипы.

Первый закон менделя. пример , схема.

первый закон. закон единообразия первого поколения. при скрещивании двух организмов относящихся к разным чистым линиям отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков всё первое поколение гибридов ,окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.

 

 

Анализирующие и возвратное скрещивание . пример моногибридного анализирующего скрещивания.

мендель проводил возвратное скрещивание - скрещивание гибридов первого поколения с особями несущими ген в гомозиготном состоянии(генотип исходных родителей ). А-чер , а -крас.

СХЕМА:Р Аа АА

G: А а х А

F1: АА ; Аа

чер чёр

возвратное анализирующие скрещивание -скрещивание гибридов первого поколения или особи с неизвестным генотипом и гомозиготной рецессивной особью . А-чёр , а -крас.

Схема: Р Аа аа

G: А а а

F: Аа аа

Чер красн

Возвратное анализирующие скрещивание используется для проверки самцов на носительство не желательных или летальных генов.

 

 

Второй закон Г.Менделя.пример, схема

Закон расщепления: при скрещивании гибридов первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление по генотипу и фенотипу (при моногибридном скрещивании по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1)

А-черная, а- красная

Р♀Аа х ♂Аа

Ч ч

Гам. А а А а

F2 АА, Аа, Аа, аа

Ч ч ч к

По генотипу: 1:2:1

По фенотипу: 3:1

Закон независимого комбинирования Г.Менделя. Пример, схема.

при скрещивании особи отличающиеся по двум и более парам контрастных альтернативных признаков во втором поколении. происходит независимое наследование и свободное комбинирование по каждой паре признаков в отношении 3:1 при условии если гены обуславливающие эти признаки располагаются в разных не гомологичных хромосомах.

 

27.типы взаимодействия неаллельных генов :новообразие, эпиастаз, комплиментарное, полимерия. суть каждого типа.пример.

Неалле́льные ге́ны — это гены, расположенные в различных участках хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены также могут взаимодействовать между со­бой.При этом либо один ген обусловливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности нескольких генов.

Новообразованием называется- такой тип взаимодействия генов, когда при их сочетании в одном организ­ме развивается совершенно новая форма признака.

 

Эписта́з — взаимодействие неаллельных генов, при котором один из них подавляется другим. Подавляющий ген называется эпистатичным, подавляемый — гипостатичным. Если эпистатичный ген не имеет собственного фенотипического проявления, то он называется ингибитором и обозначается буквой I. Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов может быть доминантным и рецессивным

Комплемента́рное (дополнительное) действие генов — это вид взаимодействия неаллельных генов, доминантные аллели кото­рых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков. При этом расщепление гибридов F2 по фенотипу может происходить в соотношениях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1. Примером комплементарности является наследование формы плода тыквы.

Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однозначно влияющих на развитие одного и того же при­знака; степень проявления признака зависит от количества генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.

Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным

 

Трансгрессия и гены -модификаторы . явление плейотропии.

трансгрессия - явление усиления какого либо признака у гибридов по сравнению с родительскими формами.

гены-модификаторы- одни гены определяют развитие признака или свойства.

плейотропия- явление, заключающиеся в том ,что один ген оказывает влияние на несколько признаков.

 

Сцепленное наследование признаков .пример схема.

Неполное сцепление генов . пример .схема.

нарушаются кросенговером которое происходит в похетеме профазы 1 редукционного деления мейоза и вызывает комбинативную изменчивость.

Понятие о кроссинговере. Приведите пример и схему.

Кроссинго́вер - процесс обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе I мейоза. Единица измерения морганид. Кроссинговер, происходящий лишь в одном месте, называют одинарным, в двух точках одновременно – двойным, в трёх – тройным и т.д., т.е он может быть множественным.

 

 

Факторы, влияющие на кроссинговер:

-внешние, внутренние факторы, а также генетические факторы

-радиация

-хим.вещества

-гормоны

-лекарства

-температура

-у дрозофилы частота зависит от возраста

У женщины в 2 раза чаще частота кроссинговера, чем у мужчин.

Понятие о поле и бисексуальность.

Пол – совокупность морфологических и физиологических особенностей организма, обеспечивавшие половое размножение, суть которого сводится к оплодотворению, т.е слияние мужских и женских клеток (гамет) в зиготу, из которой развивается новый организм.

 

Бисексуальность - двух полость (признак таксона, включающего особей разного пола; либо признак особи, имеющей оба типа половой системы).

Хромосомная теория определения пола.

Пол, образующий одинаковые в отношении определения пола гаметы, назвали гомогаметным, а пол, образующий разные гаметы, — гетерогаметным.

Балансовая теория определения пола.

ж Комплекс хромосом XY+3А –сверх самцы ХХ:2А=1 (развиваются нормальные самки) XY:2А=0.5 (развиваются нормальные диплоидные самцы)

Наследование признаков, сцепленных с полом и их практическое использование.

Признаки, сцепленных с полом могут служить метчиками, по которым в раннем возрасте можно производить разделение животных по полу. У кур, ген оперения сцеплен с полом. Струнников, Тадзима в Японии проводили… Выход шелка из кокона тутового шелкопряда на 20-30% продуктивнее у женской особи. Изучение наследования сцепленн.с…

Признаки ограниченные полом и зависимые от пола. Примеры.

Ограниченные полом признаки – признаки, гены которых расположены в аутосомах и половых хромосомах обоих полов, а проявляется признак у 1 пола, наследуется по 3аконам Менделя.(молочная продуктивность коров, яйценоскость кур, рогатость баранов).

Признаки зависимые от пола – те признаки, характер доминирования которых зависит от половых гормонов, мужкие или женские.( у овец развитие рогов определяется доминантным геном Н и рецессивным h).

♂-Hh – рогатый

♀- Hh – безрогая

Доминирует данный ген только у самцов, у самок реессивный.

Фримартины. Причины из возникновения, фенотип.

Фримартин - бесплодная самка, одна из пары разнополых близнецов у крупного рогатого скота; бесплодие обусловливается гормональным взаимодействием плодов во время беременности. У животных с кариотипом XX, развивающихся внутриутробно в паре с близнецами XY, происходит полное или частичное замещение гонад тестикулярной тканью; возникают стерильные ХХ-особи — фримартины. Фримартины являются интерсексами: имеют наружные женские гениталии и внутренние мужские половые органы.

Ложный и истинный гермафродитизм. Этапы формирования пола.

    Этапы формирования пола: Этап формирования генетического пола начинается в момент слияния яйцеклетки и…

Хромосомные аномалии при формировании пола. Причины их возникновения, влияние на фенотип.

Закон линейного расположения генов.

Таким образом, когда рекомбинация генов черного цвета тела и коротких крыльев у дрозофилы происходит с частотой 17%, эта величина определенным… Одним из классических опытов Моргана на дрозофиле, доказывающим линейное…

Авторы и основные положения хромосомной теории наследственности.

1. основным материальным носителем наследственности являются хромосомы с локализованными в них генами 2. гены наследственно дискретны, относительно стабильны, но при этом могут… 3. гены расположены в хромосомах линейно в особых участках-локусах на определенном расстоянии друг от друга

Химический состав, строение и функции ДНК. Репликация ДНК.

В 1953г.Уотсон и Крик построили модель строения ДНК. Согласно их модели, молекула ДНК состоит из цепи молекулы дезоксирибозысоед-ых между собой… Структура ДНК: -первичная структура (послед-тьдезоксирибонуклеотидов, которые составляют полинуклеотидную цепь, обладающую…

Химический состав, строение и функции РНК. Отличия ДНК от РНК.

Отличие: -одноцепочечная и хим.активная -входит сахар рибоза и вместо азотистого основания Т стоит У.

Сущность и свойства генетического кода.

Свойства генетического кода: -код триплетен (каждая из 20 АК зашифрована последовательностью 3х… -вырожден (каждая АК шифруется более чем одним кодоном от 2 до 6.Исключения митионит и триптофан)

Мутационная изменчивость и ее роль в эволюции живых организмов.

  50 .какие вы знаете классификации мутации? по характеру возникновения : искусственные (индуцированные), естественные (спонтанные). по характеру воздействия на…

Способы выявления и элиминации нежелательных и летальных генов .

Понятие о полиплоидии и гетероплоидии, причины возникновения и роль в эволюции.

53. хромосомные аберрации: нехватки, дупликации, инверсия и транслокация. Хромосомные аберрации (хромосомные мутации, хромосомные перестройки) —…

Как происходят генные мутации и каково их значение в селекции и эволюции.

Мутации со сдвигом рамки считывания составляют ~ 80% от всех генных мутаций. Вставки иначе называются инсерциями, а потери – эксцизиями. Процесс…   значение : выявление новых видов и сортов на генном уровне.

Инбридинг и его биологические особенности.

инбридинг-спаривание родственных самцов и самок. в результате этого инбридинг животных имеет между собой и родителями определённое генетическое… Инбридинг приводит к повышению постоянства фенотипических признаков в… При близкородственном скрещивании (или самоопылении у растений) может возникать депрессия: уменьшение урожайности…

Использование инбридинга в животноводстве и растениеводстве.

в растениеводстве наблюдается неактивное наследование. у кукурузы,ржи, клевера,капусты после нескольких поколений самоопыления обнаружались…

Явление гетерозиса и его биологическая особенность.

под гетерозисом понимают сложное биологическое явление при котором животное получается от скрещивания при определённом подборе превосходную в лучшую из родительских форм по жизнеспособности ,энергии роста, плодовитости, крепости конституции ,устойчивы к заболеваниям и продуктивности. многие учёные считают что появление гетерозиса и всех случиях когда гибридное потомство превышает по одному или нескольким хорошим полезным признакам.

Какова роль гетерозиса в практике животноводства и растениеводства.

применение гетерозиса широко используется в птицеводстве так же установлено что помеси заводских пород и линий свиней превосходят число пород животных по плодовитости ,энергии роста и имеют более высшую жизнеспособность . у растений с семенным размножением гетерозис не закрепляется . у картофеля ,лука , чеснока и ягодных культур ,плодовых гетерозис любой гибридной формы можно закрепить путём вегетативного размножения.

Генная инженерия . получение трансгенных животных и растений.