Вопросы для самопроверки
1. Опишите распределение генетического материала в клетке. С чем связана определенная генетическая автономность пластид и митохондрий?
2. Каким образом проявляется цитоплазматическое наследование признаков (на примере признака пестролистности у ночной красавицы)?
3. Какие особенности формирования гамет лежат в основе цитоплазматической наследственности?
4. Какое значение для лесного и лесопаркового хозяйства имеет изучение генетического контроля фотосинтетической системы растений?
5. Что такое мужская стерильность у растений? Каковы особенности наследования у цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС)?
6. Опишите комплексный ядерно-цитоплазматический контроль мужской стерильности на примере кукурузы. Какой генотип обеспечивает стерильность или фертильность растений?
7. Приведите примеры применения признака ЦМС в растениеводстве.
Тема 8. Наследственность и изменчивость. Естественный и искусственный мутагенез
При изучении данного раздела необходимо ознакомиться с понятием изменчивости, отражающим различия как между особями разных поколений, так и внутри поколения. Изменчивость и наследственность – неотъемлемые свойства всех живых существ.
Для дальнейшей работы нужно еще раз повторить понятия «генотип» и «фенотип». Различия между организмами определяются отличиями в генотипах, а также влиянием условий среды на организмы в процессе их развития. Формы изменчивости приведены ниже:
Изменчивость
Генотипическая
Модификационная
Комбинационная
Мутационная
Изменчивость, связанную с различиями между генотипами, называют генотипической или наследственной. Эта форма изменчивости может быть связана с появлением новых комбинаций уже имеющихся генов (комбинационная изменчивость), а также с возникновением мутаций (мутационная изменчивость). Комбинационная изменчивость слагается: 1) из рекомбинаций генов при кроссинговере в процессе мейотического делении половых клетках; 2) случайном распределении хромосом в гаметах; 3) случайном сочетании гамет при оплодотворении. Наследование признаков при комбинационной изменчивости было рассмотрено в предыдущих разделах. Комбинационная изменчивость является очень важным источником появления новых форм в эволюции и получения полезных комбинаций генов для селекции растений (животных).
Изменчивость, вызванная реакцией одного и того же генотипа на разные условия развития называется фенотипической или модификационной. Обратите внимание, что один и тот же генотип в разных условиях существования может сформировать разные признаки, т.е. проявить модификационную изменчивость.
Изучите приведенные в учебнике примеры модификационной изменчивости у растений и животных. Обратите внимание на влияние таких факторов среды как температура и влажность.
Норма реакции характеризует способ реагирования генотипа на изменение окружающих условий. Выделяют узкую и широкую норму реакции генотипа. Обратите внимание, что отдельные генотипы способны давать стабильные показатели, независимо от условий среды – это генотипы с узкой реакцией. Такие генотипы предпочтительны для стабильного получения разного вида лесной и сельскохозяйственной продукции.
Изменчивость, как правило, характеризуется количественными показателями, и для ее изучения применяют статические методы. Ознакомьтесь с основными показателями, характеризующими изменчивость определенной совокупности (выборки) организмов.
Изучите понятия чистой линии и популяции, сформулированные В. Иоганнсеном (1903 г.) на основании изучения признаков фасоли. Необходимо запомнить, что поскольку «чистая линия» является потомством гомозиготного растения, то все особи, составляющие чистую линию, генетически идентичны. Поэтому различия между особями чистой линии вызваны только различиями в условиях выращивания, т.е. проявляется модификационная изменчивость.
Из определения популяции понятно, что она состоит из особей, различающихся между собой генетически. В связи с этим различия между особями популяции определяются как генотипической, так и модификационной из-менчивостью.
Рассмотрите особенности изменчивости у лесных пород. Обратите внимание, что изменчивость древесных растений, так же как и других организмов, складывается из трех показателей: 1) генотипической изменчивости; 2) влияния условий произрастания растений; 3) особенностей реакции генотипов на условия существование (взаимодействие «генотип – среда»).
Запомните категории изменчивости, выделенные С.А. Мамаевым: географическую, экотипическую, популяционную, индивидуальную, эндогенную.
Внимательно изучите и запомните термины, применяемые для характеристики изменчивости лесных пород. Несмотря на большое разнообразие терминов, можно выделить ряд последовательных категорий, характеризующих внутривидовую изменчивость диких растений:
Вид
↓
Географическая раса
↓
Раса
↓
Экотип
↓
Клин
Необходимо понять, что в ряду этих категорий проявления изменчивости снижаются. Это связано с тем, что в отдаленных регионах развиваются изолированные популяции (географические расы), в них постепенно накапливаются мутации. Естественный отбор закрепляет гены, способствующие адаптации популяций к различным условиям существования. Клины состоят из родственных растений, произрастающих в сходных условиях. Поэтому различия между растениями внутри клинов и между клинами существенно ниже.
Внимательно ознакомьтесь с понятием «ландраса». Ландраса – это группа индивидуумов, которая адаптирована к условиям, в которых она высажена. Обратите внимание на важность работы с ландрасами при интродукции растений в новых районах.
Большинство древесных растений относятся к перекрестно-опыляемым формам. Высокая генетическая изменчивость поддерживается у них способом размножения. Самоопыление или скрещивание с близкородственными формами в малых популяциях приводят к угнетению роста и развития растений. Эти особенности необходимо учитывать при организации лесных насаждений.
Литература: [2 – с.174-184]; [1 – c.23-37].