Учебно-методическое пособие для самостоятельных занятий (стр. 9 из 32)
1. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1984. – С. 38-54.
2. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М. : КолосС, 2007. – С. 21-25.
3. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др. ; Под ред. А.А. Жученко. – М. : КолосС, 2003. – С. 15-20.
4. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 41-49.
5. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1999. – 488 с.
6. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1988. – С.189-197.
7. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3-х т. / Пер. с англ. – М. : Мир, 1987. – Т. 1. – С. 26-36.
8. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. / Пер. с англ. – М. : Мир, 1990. – Т. 1. – С. 114-119, 195- 203.
Пояснение к заданиям. Мейотический тип деления клетки является составной частью процесса формирования половых клеток (гамет). Мейоз состоит из двух последовательных делений – редукционного и эквационного. Как и при митозе, каждое из делений состоит из четырёх фаз – профазы, метафазы, анафазы, телофазы, которые характеризуются специфическими процессами превращения ядерного вещества клетки.
При редукционном делении мейоза, в отличие от митоза, к образующимся дочерним клеткам передается половинный от исходной соматической клетки набор хромосом. При этом от каждого бивалента, состоящего из пары гомологичных хромосом, в две дочерние клетки расходятся по одной хромосоме, состоящей из двух хроматид. В образующуюся в последующем гамету попадут генетически разнокачественные хромосомы, представлявшие ранее половые клетки материнского, либо отцовского организма; сочетание отцовских и материнских хромосом в гаметах может быть самым различным. Хромосомы каждой пары распределяются в дочерние клетки случайно и этим обеспечивается определённая комбинация негомологичных хромосом в гаметах.
Кроме того, в профазе редукционного деления за счёт кроссинговера (перекрёста с образованием хиазм и обмена участками между гомологичными хромосомами) происходит образование хромосом нового генетического состава. Это также увеличивает разнообразие генетического материала образуемых в последующем гамет. Редукционное деление, уменьшающее набор хромосом в два раза и сопровождаемое кроссинговером, обеспечивает как генетическое разнообразие гамет, так и видовое постоянство числа хромосом при половом размножении, поскольку при оплодотворении сливаются гаплоидные материнская и отцовская гаметы и в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.
Контрольные задания
Задание 1
1. Чем отличается половое размножение от бесполого?
2. В какой фазе мейоза происходит конъюгация хромосом?
3. Сколько хромосом содержат соматические клетки и микроспора ячменя?
4. Сколько хромосом содержат яйцеклетка и зародыш земляники садовой?
5. Какое значение имеет кроссинговер в селекции и эволюции растений?
Задание 2
1. В чем генетическое отличие мейоза от митоза?
2. В какой фазе мейоза происходит кроссинговер?
3. Сколько хромосом содержат соматические клетки и микроспора пшеницы?
4. Сколько хромосом содержат яйцеклетка и зародыш овса?
5. Каковы характерные особенности редукционного и эквационного деления мейоза?
Задание 3
1. В чем состоит генетический смысл мейоза?
2. Какова плоидность клеток эндосперма и зародыша?
3. Сколько хромосом содержат соматические клетки и микроспора ржи?
4. Сколько хромосом содержат яйцеклетка и зародыш картофеля?
5. Что такое бивалент?
Задание 4
1. Какое биологическое значение имеет двойное оплодотворение у покрытосеменных растений?
2. В какой фазе мейоза возможен обмен участками гомологичных хромосом?
3. Сколько хромосом содержат соматические клетки и микроспора льна?
4. Сколько хромосом содержат яйцеклетка и зародыш яблони?
5. Каково соотношение материнских и отцовских хромосом в соматической клетке?
Тема 4. МИКРОСПОРОГЕНЕЗ И МАКРОСПОРОГЕНЕЗ.
ОБРАЗОВАНИЕ ГАМЕТ
Задания
1. Познакомиться с этапами онтогенеза по Ф.М. Куперман и сопоставить их с другими системами классификации фаз развития на примере злаковых растений (приложения 4-6).
2. Познакомиться с основными этапами микроспорогенеза и макроспорогенеза, микрогаметогенеза и макрогаметогенеза (рисунок 11), со строением пыльцевых зёрен и зародышевого мешка (рисунки 12, 13).
3. Отметить отличительные признаки микро- и макроспорогенеза, микро- и макрогаметогенеза.
4. Дать генетическую характеристику археспориальным клеткам, спорам, клеткам пыльцевого зерна и зародышевого мешка, гаметам.
5. Изложить генетическое и биологическое значение двойного оплодотворения.
6. Запомнить хромосомный набор основных сельскохозяйственных культур (приложение 1).
Литература
1. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1984. – С.40-61.
2. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М. : КолосС, 2007. – С. 25-31.
3. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др. ; Под ред. А.А. Жученко. – М. : КолосС, 2003. – С. 20-26.
4. Лутова Л.А. Генетика развития растений / Л.А. Лутова, Н.А. Проворов, О.Н. Тиходеев и др.; Под ред. С.Г. Инге-Вечтомова. – СПб. : Наука, 2000. – С. 201-255.
5. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 111, 151-154.
6. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1988. – С. 208-210.
7.
 |
Батыгина Т.Б. Хлебное зерно : Атлас. – Л. : Наука, 1987. – 103 с.
Задачи
1. Предположим, что мейоза не существует и оплодотворение у размножающихся половым путем организмов происходит в результате слияния двух соматических клеток с нормальным числом хромосом. Сколько хромосом будет у потомков организма с восемью хромосомами в пятом поколении? (ответ)
2. Соматическая клетка мягкой пшеницы имеет 42 хромосомы. Сколько хромосом содержат следующие клетки: (ответ)
¨ археспориальная;
¨ микроспора;
¨ макроспора;
¨ генеративная;
¨ спермий;
¨ яйцеклетка;
¨ вторичное ядро;
¨ зародыша;
¨ эндосперма?
3. Клетки археспориальной ткани пыльника ячменя имеют 14 хромосом. Определить: (ответ)
1) сколько хромосом имеет микроспора ячменя;
2) по сколько хромосом имеет ядро вегетативной и генеративной клеток пыльцевого зерна;
3) сколько спермиев образуется из 8 археспориальных клеток?
4. В клетках археспориальной ткани семяпочки земляники садовой имеется 56 хромосом. Определить: (ответ)
1) сколько хромосом содержится в ядре макроспоры;
2) сколько яйцеклеток при гаметогенезе образуется из тетрады макроспор;
3) сколько хромосом содержат:
а) материнская клетка мегаспоры; б) яйцеклетка;
в) клетки эндосперма; г) клетки зародыша?
Тема 5. ЯВЛЕНИЕ НЕСОВМЕСТИМОСТИ АЛЛЕЛЕЙ
Задания
1. Познакомится с генетической системой полового размножения.
2. Разобрать механизмы, обеспечивающие генетическую разнокачественность потомства при гетероморфной, гаметофитной и спорофитной несовместимости (рисунки 14-15).
3. Решить задачи.
Литература
1. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 58-62.
2. Малецкий С.И. Гены самонесовместимости цветковых растений // Современное естествознание : Энциклопедия: В 10 т. – М. : Издательский Дом МАГИСТР-ПРЕСС, 2000. – Т. 2. – Общая биология. – С. 118-124.
3. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М. : КолосС, 2007. – С. 53-56.
4. Брюбейкер Дж. Л. Сельскохозяйственная генетика / Пер. с англ. – М. : Колос, 1966. – С. 41-47.
5. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1984. – С. 280-281.
6. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. – М. : Высш. шк. – С. 178-180.
Пояснение к заданиям. Под несовместимостью понимают неспособность пыльцевых трубок жизнеспособных пыльцевых зёрен проникать через столбик и завязь в зародышевый мешок и обеспечивать двойное оплодотворение при самоопылении (самонесовместимость) или при опылении пыльцой других видов и родов (перекрёстная несовместимость). Как самонесовместимость, так и перекрёстная несовместимость генетически детерминированы.Основная функция самонесовместимости – предупреждение самоопыления (инбридинг) и обеспечение переопыления между неродственными особями одного вида (аутбридинг).
Известны 3 основных типа генетической несовместимости – гаметофитный, спорофитный и гетероморфный, основанные на определённом взаимодействии множественных аллелей (аллели – различные состояния отдельного гена, вызывающие фенотипические различия и локализованные на гомологичных участках гомологичных хромосом).
При гаметофитном типе несовместимости, обусловленной взаимодействием серии множественных аллелей гена S, подавляется прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок на рыльце пестика и в столбике. При этом ни один из аллелей этого гена не проявляет доминирования или какой-либо другой формы взаимодействия аллелей. Диплоидные клетки пестика содержат два аллеля, а растущая трубка гаплоидного пыльцевого зерна – один аллель этого гена. Пыльцевые зёрна будут нормально прорастать на рыльце пестика и обеспечивать двойное оплодотворение в том случае, если они будут иметь аллель, отличный от аллелей пестика.