ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФАКУЛЬТЕТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЗЕЛЕНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Кафедра лесоводства и лесовоспроизводства
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
ПО ЛЕСНОЙ ГЕНЕТИКЕ
Студента(ки)_________ курса _______ группы
__________________________________________________________________
(ФИО)
Направления подготовки___________________________________________
Преподаватель____________________________________________________
Электронное издание
Оренбург
Издательский центр ОГАУ
2013
Стр.1
ВВЕДЕНИЕ
Только тогда, когда является понимание явлений, обобщение, теория, когда
более и более постигаются законы, управляющие явлениями, только тогда
начинается истинное человеческое знание, возникает наука.
Александр Михайлович Бутлеров
Генетика лесная (от греч. genesis – происхождение) – одно из направлений
современной генетики – науки, изучающей механизмы и закономерности
наследственности и изменчивости организмов.
Основные теории современной генетики – концепция наследственности
заложена Грегором Менделем в 1865 г., хромосомная концепция наследственности
основана американской научной школой Томаса Моргана, представление
о генетическом полиморфизме – Александром Серебровским.
Современная лесная генетика изучает цитологические и молекулярные
основы наследственности и изменчивости, закономерности наследования, генетические
основы своеобразного формирования, механизмы эволюции, частную
генетику древесных растений.
Лесная генетика является теоретической основой лесной селекции.
Сегодня лесную генетику в России координирует научно-исследовательский
институт лесной генетики и селекции (НИИЛГиС), который был создан в
1970 году и находится в городе Воронеже. С 1975 года институт осуществляет
координацию научных исследований по лесной генетике, селекции, семеноводству
и интродукции, выполняемых научно-исследовательскими учреждениями
и вузами страны.
Задачами лесной генетики являются:
– инвентаризация потомственных форм древесных пород;
– познание генетической структуры популяций, обнаружение особенностей
и факторов ее динамики; познание естественного мутационного процесса
у древесных пород (выяснение характера, частоты и видов мутаций);
– познание роли цитоплазматической наследственности, особенностей
инбридинга и апомиксиса (образование семян без оплодотворения) древесных
пород;
– познание процессов естественной гибридизации;
– обнаружение потомственных первопричин заболеваний древесных пород;
–
изучение взаимосвязи экологических и генетических свойств древесных
пород.
Способы лесной генетики используют при разработке лесосеменного
районирования, познании географических культур древесных растений, микроклонировании
древесных растений, выведение более устойчивых сортов
методом гибридизации и т.д.
3
Стр.3
Задание 2. Заполнить таблицу, используя данные учебника [4], электронные
ресурсы Интернет [5].
Таблица 2 – Роль органоидов в наследовании
Органоид
клетки
Ядро
Пластиды
Митохондрии
Задание 3. Обозначить органоид растительной клетки, соответствующий
каждой цифре на рисунке 1.
Особенности
внутреннего
строения
Основная роль
Тип строения
мембраны
в наследовании
и передаче
информации
Рисунок 1 – Современная (обобщенная) схема строения растительной
клетки, составленная по данным электронно-микроскопического исследования разных
растительных клеток (http://molbiol.ru/w/images/d/db/Zr1_028.png)
6
Стр.6
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Задание 4. Рассмотреть строение хромосомы и подписать части метафазной
хромосомы и типы хромосом обозначенные цифрами.
Хромосома (от древнегреческого «цвет» и «тело») – постоянный компонент
ядра, отличающийся особой структурой, индивидуальностью, функцией
и способностью к самовоспроизведению, что обеспечивает их преемственность,
а тем самым и передачу наследственной информации от одного поколения
растительных и животных организмов к другому.
Размеры хромосом у разных организмов варьируют в широких пределах.
Длина хромосом может колебаться от 0,2 до 50 мкм.
Число хромосом у различных объектов также значительно колеблется,
но характерно для каждого вида животных или растений. (Пример: папоротник
ужовник 500, тутовое дерево 308, ель сибирская 24)
Совокупность числа, величины и морфологии хромосом называется
кариотипом данного вида [5].
Хромосомы животных и растений представляют собой палочковидные
структуры разной длины с постоянной толщиной, у большей части хромосом
имеется зона первичной перетяжки, которая делит хромосому на два плеча.
В области первичной перетяжки находится центромера (центр и греч.
méros – часть), где расположен кинетохор (от греч. kinetós – движущийся и
choros – место), это как бы механический центр хромосомы, к которому прикрепляются
нити веретена деления клетки.
Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку – это морфологический
признак, позволяющий идентифицировать отдельные хромосомы в
наборе. От первичной перетяжки отличаются отсутствием заметного угла
между сегментами хромосомы. Вторичные перетяжки бывают короткими и
длинными и локализуются в разных точках по длине хромосомы
(http://ru.wikipedia.org).
В конце интерфазы каждая хромосома состоит из двух сестринских
хроматид. Каждая из них, в свою очередь, состоит из двух половинок – полухроматид
или хромонем.
Хромонемы содержат уплотненные участки – хромомеры, которые в
световом микроскопе имеют вид темноокрашенных гранул. Их число, поло7
Стр.7
жение и величина в обеих хроматидах одинаковы и для каждой хромосомы
относительно постоянны. Когда говорят о морфологии хромосом, то принимают
во внимание следующие признаки: длину плеч, положение центромеры,
наличие вторичной перетяжки или спутника.
Спутники разных хромосом отличаются по форме, величине и длине
нити, соединяющей их с основным телом.
Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит
из двух хроматид.
Концы хромосом называются теломерами.
(от др. – греч. τέλος – конец и μέρος – часть) – концевые
участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием
способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами
и выполняют защитную функцию. Термин «теломера» предложил Гурман
Меллер в 1932 г.
В зависимости от положения центромеры выделяют хромосомы:
а) метацентрические (равноплечие);
б) субметацентрические (умеренно неравноплечие);
в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы.
Рисунок 2 – Типы хромосом (1–3); строение метафазной хромосомы (1–5)
http://biologiyavklasse.ru/del
Типы хромосом
1_________________________________________________________________
2_________________________________________________________________
3_________________________________________________________________
Строение метафазной хромосомы
1_________________________________________________________________
2_________________________________________________________________
3_________________________________________________________________
4_________________________________________________________________
5_________________________________________________________________
8
Стр.8
Задание 5. Рассмотрите схему митоза, подпишите каждый из циклов.
Рисунок 3 – Митоз
(Биологический энциклопедический словарь / под. ред. М.С. Гилярова;
ред. кол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. 2-е изд., исправл.
М.: Сов. Энциклопедия, 1986)
1_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
а _____________________
в _____________________
г _____________________
2_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3________________________________________________________________
_________________________________________________________________
4________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5_________________________________________________________________
6________________________________________________________________
9
Стр.9
Задание 6. Рассмотрите и проанализируйте все последовательные стадии
мейоза. Используя материалы учебника [1], подпишите и дайте характеристику
всем последовательным стадиям мейоза.
Рисунок 4 – Изображение схемы мейоза растительной клетки (http://dic.academic.ru)
Схема мейоза:
Лептотена________________________________________________________
__________________________________________________________________
Зиготена__________________________________________________________
_________________________________________________________________
Пахитена_________________________________________________________
_________________________________________________________________
Диплотена________________________________________________________
_________________________________________________________________
Диакинез__________________________________________________________
__________________________________________________________________
Метафаза I_________________________________________________________
_________________________________________________________________
Анафаза I__________________________________________________________
_________________________________________________________________
Телофаза I _______________________________________________________
__________________________________________________________________
10
Стр.10