З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 "Лесное хозяйство", 250203 "Садово-парковое и ландшафтное строительство" Новочеркасск 2008




НазваниеЗ. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 "Лесное хозяйство", 250203 "Садово-парковое и ландшафтное строительство" Новочеркасск 2008
страница1/6
Дата публикации05.04.2014
Размер1.07 Mb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Биология > Документы
  1   2   3   4   5   6
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

овочеркасская государственная мелиоративная

академия"

З.Г. Малышева

Г Е Н Е Т И К А



ПРАКТИКУМ

для студентов специальностей 250201 – "Лесное хозяйство",

250203 "Садово-парковое и ландшафтное строительство"

Новочеркасск

2008
УДК 630.165.3

М 207
Практикум составлен д. с.-х. наук, профессором Малышевой З.Г.


Рассмотрен на заседании кафедры экологии и лесных мелиораций (про­токол № 10 от 24.06 2008 г.) и рекомендован к изданию методической комиссией лесохозяйственного факультета (протокол № 9 от 25.06 2008 г.)
Рецензент – Маркова И.С. – канд. с.-х. наук, доцент каф. лесоводства.

Малышева, З.Г.

М207 Генетика [Текст]: практикум для студ. спец. 250201 – "Лесное хозяйство" и 250203 – "Садово-парковое и ландшафтное строительство" / З.Г. Малышева; Новочерк. гос. мелиор. акад. - Новочеркасск, 2008. - 60 с.
В практикуме изложены основные вопросы генетики. В частности, рассматриваются цитологические основы наследственности и развития, хромосомная теория наследственности, генетическое значение деления клеток, изменчивость организмов. Оценивается генофонд лесных древесных пород и их адаптивные реакции. Дана методика выполнения практических занятий и рекомендуемая литература.

Предназначено для студентов специальностей, 250201 – "Лесное хо­зяйство" и 250203 – "Садово-парковое и ландшафтное строительство"

ОГЛАВЛЕНИЕ





ВВЕДЕНИЕ

5

1.

^ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5

2.

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

6




2.1 Строение растительной клетки

7




2.2 Форма и размер клеток

11

3.

^ ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

11




3.1 Морфологическое строение и типы хромосом

11




3.2 Кариотип, идиограмма и хромосомный набор

13

4.

^ ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ САМОТИЧЕСКИХ

КЛЕТОК


15




4.1 Процессы, происходящие в клетке при делении (митоз)

15




4.2 Генетическое значение митоза

17

5.

^ ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК

18




5.1 Механизм деления половых клеток (мейоз)

19




5.2 Генетическое значение мейоза

21

6.

^ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ

МОНОГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ


22




6.1 Моногибридное скрещивание и генетический метод

22




6.2 Законы Г. Менделя

23




6.3 Анализирующее, возвратное и насыщающее скрещивания

25

7.

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ У ПОТОМСТВА ПРИ МОНОГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ


26

8.

^ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ

ДИГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ


28




8.1 Дигибридное скрещивание и его сущность

28




8.2 Независимое комбинирование генов

30

9.

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ У ПОТОМСТВА ПРИ ДИГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ


32

10.

^ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ

ПОЛИГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ


34




10.1 Полигибридное скрещивание и анализ поведения признаков при расщеплении


35




10.2 Число фенотипических и генотипических классов

35




10.3 Определение характера наследования признаков у потомства при полигибридном скрещивании


36

11.

^ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ,

СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ


36




11.1 Закономерности наследования признаков, сцепленных с полом и анализ хромосомной теории наследственности


37




11.2 Гипотеза "притяжения – отталкивания" наследственных факторов

39




11.3 Определение наследования признаков, сцепленных с полом

41

12.

^ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ

42




12.1 Цитоплазматическая наследственность

42




12.2 Пластидная цитоплазматическая наследственность

43




12.3 Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС)

45




12.4 Анализ ядерного наследственного материала в поколениях растений


46




12.5 Определение стерильных и фертильных растений

48

13.

^ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПОПУЛЯЦИЯХ

48




13.1 Популяция и ее виды

49




13.2 Закон Харди-Вайнберга

50




13.3 Комбинации гамет в популяции при свободном скрещивании

51

14.

^ ГЕНОФОНД ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ

52




14.1 Генофонд лесных фитоценозов и его характеристики

52




14.2 Методы консервации генетических ресурсов и формы их сохранения


53

15.

^ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТАЦИИ РАСТЕНИЙ

54




15.1 Адаптация и ее виды

54




15.2 Адаптивные свойства и экологические факторы

55

16.

^ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

56




16.1 Генетическая инженерия и ее разделы

57




16.2 Векторная трансформация и генетические элементы (плазмиды, эписомы)


57




ЛИТЕРАТУРА

60


ВВЕДЕНИЕ
Генетика в специальностях 250201 – "Лесное хозяйство" и 250203 – "Са­дово-парковое и ландшафтное строительство" является фундамен­тальной дис­циплиной, формирующей мировоззрение в области биологии, почвоведения, бо­таники, дендрологии и физиологии.

Генетические закономерности лежат в основе всех биологических явле­ний, их познание и использование дают возможность управлять индивидуаль­ным развитием и формообразованием, создавать высокопродуктивные породы животных, сорта растений и штаммы микроорганизмов, бороться с явлениями злокачественного роста, наследственными болезнями, с генетическими послед­ствиями загрязнения окружающей среды, производить трансплантации тканей и пересадки органов и т.д.

Целью настоящих методических указаний является формирование у сту­дентов системы знаний по фундаментальным генетическим основам возникно­вения и функционирования живых организмов и биоценозов на Земле, их ста­бильности, изменчивости.

Задачами обучающихся являются: познание основных законов генетики; формирование единого представления о формах и методах сохранения видов живых организмов; видение проявлений законов генетики в реальной жизни и умение использовать их в практической деятельности.

Для желающих более полно ознакомиться с современными достижениями в области генетики лесных древесных пород, а также с некоторыми разделами общей генетики в конце методических указаний дан список рекомендуемой ли­тературы.


^ 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Успехи микроскопии в конце XIX века привели к выделению учения о клетке и ее компонентов в самостоятельную науку.

Цитология – это наука о клетке (от греческого cytos – клетка и logos – нау­ка), которая изучает структуру (строение) и функции (жизнедеятельности) клет­ки. Рост и размножение организмов связано с образованием новых клеток, сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям.

Главными клеточными структурами, ответственными за сохранение и передачу по наследству специфических видов признаков, являются хромосомы, число которых в вегетативных (соматических) клетках различных видов растений может варьировать. Растительные организмы различаются между собой не только числом хромосом в наборе, но и их индивидуальной морфологией.

При делении клеток структуры материнской клетки распределяются меж­ду дочерними, тем самым осуществляется передача наследственных признаков от клетки к клетке, от родительских организмов к потомству. При этом необхо­димо прогнозировать получение признаков у гибридного потомства в первом и последующем поколениях, поэтому необходимо знать закономерности насле­дования их по потомству.

Установленные Г. Менделем закономерности независимого расщепления признаков в потомстве гибридов распространяются на все случаи, когда каждый отдельный ген определяет развитие одного наследственного признака. Наиболее убедительные доказательства в пользу этого утверждения были получены по изучению наследования пола и признаков, сцепленных с полом.

Однако, известны факты, показывающие, что наследование некоторых признаков связано с не хромосомными компонентами клетки и не подчиняется менделевским закономерностям. Основными формами такой наследственности являются пластидная и цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС), ко­торые могут быть связаны с особенностями эмбриологии тех растений, у кото­рых это явле­ние отмечено.

При этом в практике отмечены группы особей (популяции), имеющие нас­ледственные различия. Благодаря этому популяция приобретает высокую плас­тичность для приспособления к постоянно меняющимся условиям существо­вания.

Устойчивость организмов зависит от их адаптации к окружающей среде и на протяжении всей своей жизни они приобретают определенную норму реак­ции на экологические факторы.

Однако, у многих видов растений остаются вопросы их экологической ус­тойчивости и влияния на окружающую среду. Вопросами приобретения расте­ниями новых качеств стала заниматься генная инженерия. Одним из продук­тивных направлений генетической инженерии является целенаправленное конструирование организмов путем различных операций над информацион­ными молекулами клетки.
^ 2 ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Цель занятий: определение роли клеточных структур в передаче нас­ледственной информации

Задачи: знать строение растительной клетки; описать функции ядра кле­точной оболочки и компонентов цитоплазмы: пластид, митохондрий, вакуолей, плазмалеммы, аппарата Гольджи, эндоплазма­тического ретикулума, рибосом и сферосом в передаче наследственной информации; установить форму и разме­ры растительных клеток.

Материалы и оборудование: плакат-схема строения растительной клет­ки, временный препарат с продольными срезами корешков лука, биологический микроскоп, литература.

^ 2.1 Строение растительной клетки
Ход работы:

а) На плакате-схеме студенты изучают основные части растительной клет­ки – ядро и цитоплазму; описывают функции ядра, клеточной оболочки и ком­понен­ты цитоплазмы в соответствии с перечнем таблицы 1.
Таблица 1 Перечень компонентов цитоплазмы растительной клетки


Структура

Описание

Ядро










Клеточная оболочка










Цитоплазма в т.ч.:

пластиды










Митохондрии










Плазмалемма










Вакуоли










Аппарат Гольджи










Эндоплазматический ретикулум










Рибосомы










Сферосомы







При выполнении работы студенты учитывают, что основными частями клетки являются ядро, заключенное в оболочку и цитоплазма (от греческого cytos – клетка и plasma – первичная масса).

Ядро – это центр, управляющий всеми процессами жизнедеятельности клетки. В нём сосредоточены материальные носители наследственности всех признаков и свойств организма. В клетках некоторых тканей ядро занимает от­носительно постоянное положение и располагается, примерно, в центре клетки. В других тканях оно свободно перемещается и может оказаться в любом участке. Оно обычно занимает 1/5 объёма клетки. Ядерная оболочка реализует поступление веществ из ядра в цитоплазму и обратно. В ядре имеется одно или несколько ядрышек, которые участвуют в синтезе рибонуклеиновой кислоты (РНК). Ядро играет важную роль в регуляции протекающих в клетке процессов; оно содержит носители наследственной информации или гены, определяющие признаки данной клетки и всего организма.

Ядро отделено от окружающей цитоплазмы двумембранной оболочкой, ко­торая регулирует передвижение веществ из ядра в цитоплазму и обратно.

Цитоплазма – полужидкая коллоидная масса, состоящая из тончайших нитей, мембран и зёрен. Она заполняет всё пространство клетки. Цитоплазма состоит из 2 –х слоев: внутреннего – эндоплазмы и периферического – экто­плазмы. Цитоплазма, как колллоидная система может менять свое агрегатное состояние, переходя от золя к гелю, она растекается при повреждении оболочек, в ней можно наблюдать броуновское движение частиц.

Характерной особенностью строения растительной клетки является на­личие прочной клеточной стенки – оболочки. Именно благодаря ей возникло слово клетка. Клеточная оболочка – имеет сложное строение, приспособлен­ное к выполнению определенных функций: защитной, избирательной проницае­мости и активного втягивания частиц и молекул. Протопла­сты клеток содержат цитоплазму, ограниченную снаружи специальной плазма­тической мембраной – плазмалеммой. В цитоплазме существует набор особых структур или органелл, выполняющих специфические функции (пластиды, митохондрии, плазмалемма, вакуоли, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, сферосо­мы).

Пластиды. Существуют три разновидности их: неокрашенные - лейко­пласты, окрашенные – хлоропласты и хромопласты. Одни разновидности пла­стид могут превращаться в другие, размножаются делением. Наиболее важные пластиды – хлоропласты – содержат зеленый пигмент – хлорофилл, придаю­щий растениям зеленую окраску и играющий важную роль в фотосинтезе, улав­ливая энергию солнечного света. Помимо этого, они содержат белки и липиды.

Лейкопласты – служат центрами накопления крахмала и других веществ. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвета, накап­ливаются биологичеки важные вещества – каратиноиды. В клетках образова­тельной ткани или меристемы, иногда различают пропластиды, которые отлича­ются от лейкопластов меньшими размерами и не развиваются системами вну­тренних мембран.

Митохондрии. Число митохондрий в одной клетке варьирует от несколь­ких штук до нескольких тысяч и более. Их больше в тех клетках и в той части клетки, где обмен веществ наиболее интенсивен. Это палочковидные, зерни­стые или нитчатые образования. Каждая митохондрия ограничена двумембран­ной оболочкой, от внутренней мембраны которой отходят складки в виде парал­лельных, направленных к центру митохондрии выступов – крист. Количество и степень развития крист зависит от функциональной активности ткани, в состав которой входит клетка. Митохондрии способны сливаться между собой, образуя сети или кольца. Они состоят из белка, липидов, РНК и ДНК. В митохондриях происходит клеточное дыхание. Это силовые станции клеток. В них накаплива­ется энергия. Митохондрии представленной собой обновляющейся структуры с довольно кратким жизненным циклом (5-10 дней). Новые митохондрии образу­ются в результате роста и деления предшествующих митохондрий.

Плазмалемма – Цитоплазматические органеллы окружены одно- или дву­мембранной оболочкой. Биологические мембраны – важнейшие регуляторные системы живых организмов. Состоят из липидов и белков. В их состав также входят полисахариды и нуклеиновые кислоты.

Биологические мембраны или плазмалемма выполняет роль разделитель­ных перегородок между отдельными отсеками клетки и служит биологически­ми барьерами, отделяющими содержимое клетки от внешней среды. Об этом свидетельствует явление плазмолиза, когда эта мембрана выполняет барьерную функцию, не пропуская молекулы крупнее, чем молекулы воды. Плазмалемма принимает участие в различных функциях клетки: защите, поглощении и выде­лении веществ.

Вакуоли – полости, наполненные клеточным соком и отделённые от цито­плазмы мембраной – тонопластом. Клеточный сок является разбавленным раст­вором солей, органических кислот, сахаров, растворимых танинов, антоци­антов и других полифенолов. Вакуоли растительной клетки выполняют много­образ­ные функции: осморегуляция, поддержание тургора клетки, концентрация отхо­дов метаболизма, запасание сахаров и белков, переваривание отдельных ча­стей своей же клетки (автофагия).

Аппарат Гольджи – сложная структура, состоящая из группы цистерн и системы пузырьков разного размера, расположенных по краям этих цистерн. Он непрерывно создаёт мембраны эндоплазматического ретикулума.

Основной функцией аппарата Гольджи является секреция веществ, синте­зируемых в клетке.В аппарате Гольджи происходит полимеризация полисахари­дов; кроме этого здесь могут накапливаться различные биологически активные вещества (липопротеиды, ферменты). Пузырьки Гольджи участвуют в построе­нии клеточной оболочки.

Эндоплазматический ретикулум – это пронизывающая всю цитоплазму система сообщающихся между собой мембран и канальцев с гранулами на на­ружной поверхности. Эндоплазматическая сеть является системой транспорта веществ в клетке. Кроме того, эта сеть принимает участие в биосинтезе липи­дов.

Важнейшей функцией эндоплазматического ретикулума считается накоп­ление синтезированных на рибосомах белков. Из элементов эндоплазматическо­го ретикулума формируются провакуоли, сферосомы и аппарат Гольджи.

Рибосомы свободно располагаются в цитоплазме или прикрепляются к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети. Они состоят из бел­ка и РНК. Химический состав рибосом почти у всех организмов одинаков. Это фабрики белка. В них происходит сборка из аминокислот бел­ковых молекул. Синтезированный рибосомами белок направляется в каналы эн­доплазматичес­кого ретикулума, а оттуда – во все органеллы цитоплазмы и ядро клетки. Синтез белка в рибосомах осуществляется при участии РНК. Рибосомы "работают" очень высокопроизвольно: за один час они производят белка больше своей мас­сы.

Сферосомы – представляют собой организмы размером 0,5-2,5 мкм. В об­разовании сферосом участвует эндоплазматический ретикулум. Установлено, что фракция сферосом, выделенная из растительной клетки содержит различ­ные ферменты. Во всех изученных сферосомах обнаружен фермент липаза. Это свидетельствует о том, что сферосома представляет собой центр синтеза и на­копления масел.

По результатам изучения студенты зарисовывают схему строения расти­тель­ной клетки в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 – Схема строения растительной клетки
  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconКругляк, В. В. Садово-парковое искусство [Текст]: методические указания...
Кругляк, В. В. Садово-парковое искусство [Текст]: методические указания для выполнения курсовой работы по специальности 250203 –...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconМетодические указания к лабораторным занятиям «Минералы почвообразующих горных пород и почв»
«Ландшафтная архитектура» специальностей 250700 – Лесное хозяйство и Садово-парковое

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconПрограмма второй производственной практики для студентов специальности...
Программа предназначена для практической подготовки студентов IV курса специальности 250201. 65 «Лесное хозяйство». Приведены цели...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconМетодические указания к учебной практике по почвоведению для студентов...
Практике по почвоведению для студентов лесохозяйственного факультета очного образования направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconВ. Лесное и садово-парковое строительство
Требования законодательных, нормативных и правовых документов в области защиты населения и территорий от чс техногенного и природного...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconУчебно-методическое пособие к выполнению расчетно-графической работы...
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconМетодическое пособие для студентов очного обучения направлении подготовки...
«Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»/ Брян гос инженер технол акад.; сост.: З. Н. Маркина, В. И. Шошин, Л. А. Соколов,...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Почвоведение»
«Почвоведение» для студентов лесохозяйственного факультета по направлению 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» /Брянск...

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconДокладчик, тема доклада
Е. В. Голосова Садово-парковое искусство Китая и его влияние на ландшафтное искусство Японии и Англии

З. Г. Малышева генетик а практикум для студентов специальностей 250201 \"Лесное хозяйство\", 250203 \"Садово-парковое и ландшафтное строительство\" Новочеркасск 2008 iconМетодические указания к выполнению практических занятий для студентов...
Шошин, В. И., Прутской, А. В. Гидротехнические мелиорации (Часть III. Орошение и водоснабжение): методические указания к выполнению...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов