459
.pdfность, изменчивость). После рассмотрения этих вопросов необходимо перейти к изучению проблем, связанных с развитием жизни с точки зрения генетики, происхождением и становлением жизни, эволюцией ее клеточных форм.
Обратите внимание на то, что собственно генетическое обоснование эволюция живых организмов получила лишь в 20-х годах XX в. после создания популяционной генетики. Здесь следует отметить два открытия — закона генотипического равновесия идеальных популяций, или закона ХардиВайнберга, а также учения о популяциях как элементарных единицах эволюционного процесса (С. С. Четвериков, Н. В, Тимофеев-Ресовский, Ф. Г. Добжанский, С. Райт, Д. Хаксли и др.). Сложным в этой теме является вопрос о форме протекания эволюционного процесса. Реальной формой эволюционного процесса является микроэволюция основных эволюцирующих единиц — природных и искусственных популяций. Факторами, которые смещают генотипическое равновесие популяций, являются мутации, отбор, миграции, инбридинг и дрейф генов. Мутации, в свою очередь, (поставляют новый генный материал для процесса микроэволюции, отбор несет направляющую функцию, тогда как остальные факторы создают фонд комбинативной изменчивости для действия отбора. Современный этап такого своеобразного синтеза популяционной генетики, молекулярной биологии и эволюционного учения получил название «синтетическая теория эволюции» (сокращенно СТЭ).
Вопросы для самопроверки
1.Какая совокупность организмов является элементарной единицей эволюционного процесса?
2.Что такое микроэволюция и каковы ее отличия от макроэволюции? Какие факторы микроэволюции вы знаете?
3.Какова роль мутаций и отбора в эволюции?
4.Как факторы микроэволюции смещают генотипическое равновесие в популяциях?
5.Что такое синтетическая теория эволюции и каково еѐ основное содержание?
41
Раздел 2. Задания и методические рекомендации по выполнению контрольной работы.
Изучать дисциплину «Генетика и биометрия» необходимо по темам в следующем порядке. Сначала прочитать соответствующие страницы основного учебника, после чего ознакомиться с дополнительной литературой. При чтении разбирайте всегда рисунки, таблицы и схемы – это очень помогает усвоению материала.
При вторичном чтении материала по теме необходимо приступить к составлению конспекта, что обеспечит лучшее усвоение материала. По конспекту нужно составить ответы на вопросы для повторения, перечисленные в методических указаниях. Студентам необходимо творчески осмыслить, а не зазубрить фактические материалы, поэтому самостоятельная работа должна приближаться к научному исследованию.
К написанию контрольной работы приступайте только после того, как проработаете материал, не оставляя неясных вопросов. Оптимальный объем контрольной работы – 24 страницы школьной тетради.
Студент-заочник при выполнении работы должен стремиться точно отвечать на поставленные вопросы.
Рекомендуется при выполнении контрольной работы и изучении вопросов программы завести словарь генетических терминов, что облегчит усвоение материала и пригодится при подготовке к экзамену.
Контрольную работу с грамматическими ошибками и небрежно оформленную не оценивают.
В контрольной работе необходимо привести список использованной литературы, оформленный по библиографическим правилам. Перед ответом должен быть написан вопрос контрольной работы.
Номера вопросов, которые должны быть освещены в контрольной работе, устанавливаются по приведенной ниже таблице с учетом учебного шифра студента. Например, учебный шифр студента 9238. Для нахождения номеров вопросов контрольного задания нужно в первой (заглавной) строке таблицы найти последнюю цифру шифра, т. е. 8. В первой
42
вертикальной графе таблицы находится предпоследняя цифра учебного шифра — 3. В клетке таблицы, находящейся па месте пересечения графы, идущей от цифры 8 со строкой, отходящей от цифры 3, указаны номера вопросов контрольной работы студента. Они следующие: 14, 47, 80, 90,109.
43
Таблица 2 - Распределение контрольных вопросов по учебному шифру
Предпоследняя цифра шифра
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2,20, |
1,21, |
22,42, |
23,43, |
4,44, |
5,45, |
26,46, |
7,27, |
8,28, |
9,29,49, |
|
|
|
80,96,101 |
61,81,115 |
62,72,82 |
63,83,101 |
64,84,90 |
65,85,91 |
66,86,105 |
67,87,112 |
68,88,110 |
69,89,113 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10,30, |
11,31, |
12,32,52 |
33,53 |
14,54, |
15,55 |
16,56 |
17,37 |
18,38, |
19,39,59 |
|
|
|
70,90,102 |
71,91,114 |
72,82,92 |
73,93,102 |
74,94,99 |
75,95,92 |
76,96,104 |
77,97,111 |
78,98,109 |
79,99,111 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
20,40, |
21,41, |
22,42 |
43,54 |
25,56, |
20,41, |
22,48, |
25,43, |
17,55, |
10,15,31 |
|
шифра |
|
80,100,103 |
81,100,113 |
66,82,100 |
83,100,103 |
60,80,98 |
60,89,93 |
69,95,103 |
69,99,113 |
63,91,108 |
82,94,110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
13,28, |
7,28, |
15,49, |
27,38, |
15,29, |
8,27, |
33,41 |
22,58 |
17,23, |
14,19,31 |
||
|
||||||||||||
цифра |
|
89,99,104 |
86,91,112 |
63,81,110 |
87,95,104 |
71,97,98 |
66,99,84 |
64,96,102 |
78,100,115 |
79,98,107 |
76,99,109 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
11,33, |
12,35, |
22,47, |
10,37 |
31,59 |
9,41, |
25,40, |
23,49, |
14,55 |
18,21,55 |
||
|
78,100,105 |
76,84,111 |
76,97,109 |
71,81,105 |
68,96,97 |
88,99,85 |
81,98,101 |
73,89,114 |
75,91,106 |
73,88,108 |
||
Последняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80,99,107 |
63,89,97 |
88,96,107 |
68, 96,107 |
71,91,94 |
70,90,87 |
69,81,107 |
67,91,112 |
64,71,104 |
67,78,106 |
||
|
5 |
13,23, |
35,53, |
31,50 |
32,51 |
29,52 |
8,11, |
15,49 |
18,60, |
16,29, |
14,36,31 |
|
|
|
64,85,106 |
62,77,92 |
71,91,108 |
70,97,106 |
70,86,95 |
67,87,86 |
65,81,106 |
67,91,113 |
64,71,105 |
67,78,107 |
|
|
6 |
16,25, |
23,37, |
19,58, |
26,41, |
19,38, |
34,57, |
31,50, |
29,60, |
17,28, |
4,18,31, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1,10, |
41,50 |
16,33, |
19,32, |
9,20, |
11,21, |
13,43 |
24,39 |
27,34 |
15,27,49 |
|
|
|
61,81,108 |
64,72,99 |
86,93,106 |
70,90,108 |
72, 82,93 |
74,91,88 |
87,92,108 |
62,78,111 |
79,95,103 |
69,77,105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
3,19, |
19,20, |
17,44, |
14,47, |
23,45, |
6,19, |
14,53, |
12,52, |
14,44, |
1,17,36, |
|
|
|
69,74,109 |
65,74,88 |
81,93,105 |
80, 90,109 |
67,92,94 |
61,73,89 |
62,72,109 |
73,96,110 |
66,74,102 |
67,87,104 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
8,17, |
-7,29, |
9,21, |
16,34, |
19,39, |
29,30, |
12,44 |
26,46 |
17,38, |
2,18,39, |
|
|
|
62,76,110 |
66,77,87 |
69,97,104 |
69,97,110 |
70,91,98 |
64,79,80 |
69,93,110 |
70,88,109 |
75,85,101 |
67,88,103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44
|
Таблица 3 – Вопросы для контрольных работ |
|
1 |
Генетика как наука. Основные этапы ее становления. Место ге- |
|
нетики среди биологических наук. |
||
|
||
|
Методы генетических исследований: гибридологический, генеа- |
|
2 |
логический, популяционный, феногенетический, рекомбинаци- |
|
|
онный, мутационный, цитогенетический, статистический. |
|
|
Исследования по изучению наследственности и наследственной |
|
|
изменчивости до открытия законов Г. Менделя (гибридологиче- |
|
3 |
ские— Й. Кельрейтер, Т. Найт, О. Сажре, Ш. Ноден; цитологиче- |
|
|
ские — И. Д. Чистяков, Т. Бовери, О. Гертвиг). Работы Ч. Дарви- |
|
|
на и их значение в становлении генетики. |
|
|
Развитие генетики в нашей стране. Работы Е. А. Богданова, |
|
4 |
Н.К.Кольцова, Н.И.Вавилова, С. С. Четверикова, Ю. А. Филип- |
|
|
ченко и др. |
|
5 |
Основные отличия методов традиционной и современной био- |
|
технологии. |
||
|
||
6 |
Дайте краткую характеристику основных направлений совре- |
|
менной биотехнологии. |
||
|
||
7 |
Строение клетки и роль ее органоидов в передаче наследствен- |
|
ной информации. |
||
|
||
8 |
Строение и химический состав хромосом. Гаплоидный и дипло- |
|
идный набор хромосом. Понятие о геноме и кариотипе. |
||
|
||
9 |
Митоз и его генетическая сущность. |
|
10 |
Мейоз и его генетическая сущность. |
|
11 |
Цели использования генной инженерии в селекции сельскохо- |
|
зяйственных животных. |
||
|
||
|
Что такое кариотип? Охарактеризуйте карнотиты основных ви- |
|
12 |
дов сельскохозяйственных животных. Что общего в кариотипах |
|
|
разных видов и каковы различия? Что такое геном? |
|
13 |
Гибридологический метод генетического анализа, разработанный |
|
Г. Менделем, и его основные принципы. |
||
|
||
14 |
Законы наследования признаков, установленные Г. Менделем. |
|
Проиллюстрируйте на схемах скрещиваний суть этих законов. |
||
|
||
15 |
Моногибридное скрещивание и его схема. Реципрокное, возврат- |
|
ное и анализирующее скрещивания, их схемы и значение. |
||
|
||
16 |
Дигибридное скрещивание. Составьте схему дигибридного |
|
скрещивания и проанализируйте наследование признаков, гены |
||
|
||
|
45 |
которых локализованы в разных парах хромосом.
Основные типы доминирования. Используя конкретные приме-
17ры, составьте схемы скрещиваний и охарактеризуйте F| и F2 при разных типах доминирования.
Основные типы взаимодействия неаллельных генов. Используя
18конкретные примеры, составьте схемы скрещиваний и охарактеризуйте F1 и F2 при разных типах взаимодействия неаллельных генов.
Летальные гены и их действие. Назовите признаки, детермини-
19руемые летальными генами у разных видов сельскохозяйственных животных и покажите на схемах скрещиваний особенности их наследования.
Какие признаки называются сцепленными? Составьте схему
20скрещивания, с помощью которой объясните особенности наследования сцепленных признаков в Y*x и F2.
Кроссинговер как причина нарушения сцепления между призна-
21ками. Кроссоверные и некроссоверные гаметы. Составьте схему скрещивания, используя которую объясните нарушение сцепления между признаками при кроссинговере.
22Зоотехническое значение партеногенетических животных и химер (генетических мозаиков).
23Изложите сущность хромосомной теории наследственности Т. Моргана.
Хромосомное определение пола у млекопитающих и птиц. Поло-
24вые хромосомы и аутосомы. Гомогаметный и гетерогаметный пол. Покажите на схемах скрещиваний определение пола у млекопитающих и птиц.
Какие признаки называются оцепленными с полом? С помощью
25схемы скрещивания проанализируйте особенности наследования признаков, сцепленных с полом.
26Балансовая теория определения пола. Биологическое значение соотношения числа половых Х-хромосом и аутосом.
27Бисексуальность организмов. Гинандроморфизм, гермафродитизм и фримартинизм.
Соотношение полов и возможности его искусственного регули-
28рования у сельскохозяйственных животных. Значение этой проблемы для практики животноводства.
46
29Партеногенез, гиногенез и андрогенез. Их сущность, распространение и практическое использование.
30Структура ДНК по Уотсону и Крику. Видовая специфичность ДНК, ее содержание в геномах разных видов. Репликация ДНК. Структура, основные типы. РНК, их роль в синтезе белков. Пе-
31редача наследственной информации в системе ДНК-РНК-белок. Обратная транскрипция.
32Генетический код, его сущность и основные свойства (триплетность, неперекрываемость, вырожденность, универсальность).
33Значение искусственного регулирования соотношения полов для животноводства.
34Метод трансплантации эмбрионов как основа биотехнологии воспроизводства высокопродуктивных животных.
35Основные этапы процесса трансплантации эмбрионов.
Ген как биологическая система. Влияние генов на формирование
36признаков у эукариот. Онтогенез как процесс реализации генотипа.
37Влияние материнских генов на развитие зиготы. Действие генов на ранних стадиях онтогенеза.
38Теория Ф. Жакоба и Ж. Моно о регуляции синтеза и-РНК и белков.
Критические периоды онтогенеза. Влияние физиологически ак-
39тивных соединений (индукторов, гормонов) на развитие организмов. Дифференциальная активность генов и роль цитоплазмы в ее регуляции. Фенокопии и морфозы.
Цитоплазматическая (нехромосомная) наследственность. В ка-
40ких органоидах цитоплазмы локализована ДНК? В чем ее отличие от хромосомной ДНК? Примеры цитоплазматической наследственности у растений и животных.
Мутационная изменчивость как одна из форм наследственной
41изменчивости. Роль Г. де Фриза и отечественных ученых в создании и развитии теорий мутаций.
42Генные, хромосомные и геномные мутации. Их характеристика. Примеры мутаций, имеющих значение для сельского хозяйства.
43Спонтанный и индуцированный мутагенез. Мутагенные факторы.
44Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости,
47
сформулированный Н. И. Вавиловым, и его значение.
Генетические основы наследования количественных признаков.
45Полимерное и полигенное наследование. Влияние среды на формирование количественных признаков.
46Коэффициенты наследуемости и повторяемости. Их значение и использование в селекции животных.
47Популяции и чистые линии. Работы В. Иоганнсена по выяснению эффективности отбора в популяциях и чистых линиях Генетическая структура популяции по концентрации генов и ча-
48стоте генотипов. Формула и закон Харди-Вайнберга для характеристики структуры панмиктической популяции.
49Факторы, нарушающие структуру популяции по частоте генотипов,
50Формы отбора (направленный, стабилизирующий, дестабилизирующий, дизруптивный) и их характеристика.
51Генетическая сущность инбридинга и его значение для селекции. Влияние инбридинга на генетическую структуру популяции.
52Гетерозис и его биологическая сущность. Основные гипотезы, объясняющие эффект гетерозиса.
53Иммунитет и его генетическая основа. Неспецифические и специфические факторы иммунитета.
54Основные типы аномалий и наследственных заболеваний животных, их генетическая обусловленность и наследование Значение наследственной устойчивости сельскохозяйственных
55животных к болезням и возможности селекции на повышение резистентности.
Группы крови сельскохозяйственных животных, их генетическая
56обусловленность и наследование. Использование групп крови в селекции животных.
Биохимический полиморфизм белков и его генетическая приро-
57да. Использование биохимического полиморфизма белков в селекции животных.
Роль генотипа и условий среды в формировании поведенческих
58признаков у животных. Использование генетически обусловленного поведения животных в практической селекции.
59Охарактеризуйте один из видов сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, лошади, овцы, свиньи, птица) по следу-
48
ющему плану: селекционируемые признаки; цитогенетическая характеристика; наследование основных качественных и количественных признаков; группы крови и полиморфные системы белков; наследственные болезни и аномалии; генетика воспроизводительной функции.
60Учение Ч. Дарвина о наследственности, изменчивости и отборе как факторах эволюции.
Популяция как элементарная единица эволюционного процесса.
61Значение работ С. С. Четверикова и И. И. Шмальгаузена для развития современной теории эволюции.
Усобак черная окраска шерсти {ген «В») доминирует над коричневой (ген «в»). Черная самка несколько раз была спарена с
62одним и тем же черным самцом и принесла во всех пометах 18 черных и 5 коричневых щенков. Определите генотип родителей, составьте схему скрещивания и выясните, сколько черных Щенков из числа родившихся могут быть гомозиготными.
Желтая морская свинка при скрещивании с белой всегда дает кремовое потомство. При скрещивании кремовых свинок между
63собой наблюдается расщепление потомства: 1 желтая : 2 кремовых: 1 белая. Каков характер наследования окраски шерсти морских свинок? Составьте схемы скрещиваний в соответствии с условием задачи.
Усобак черная окраска шерсти (ген «В») доминирует над коричневой (ген «в»). Четыре самки были спарены с одним и тем же черным самцом. Самка № 1, коричневая, ощенилась нескольки-
64ми щенками, один из которых был коричневый. В помете самки № 2 (коричневой) один щенок был черный. У самки № 3 (черной) один щенок был коричневый. Самка № 4 (черная) принесла всех черных щенков. Составьте схемы скрещиваний и определите генотипы самца и всех четырех самок
Уморских свинок черная окраска шерсти (ген «А») доминирует над белой (ген «а»). При спаривании черного самца с черной самкой в нескольких пометах получено 20 потомков, из которых
656 было белых, а остальные черные. Определите генотип каждого родителя. Составьте схему скрещивания и выясните соотношение генотипов полученного потомства. Составьте схемы скрещиваний, с помощью которых можно было бы выяснить геноти-
49
пы черных особей.
У собак жесткая шерсть доминантна, мягкая — рецессивна. От жесткошерстных родителей получен жесткошерстный щенок.
66Может ли этот щенок получить от родителей ген мягкошерстности? С кем его надо скрестить, чтобы выяснить, имеет ли он в генотипе ген мягкошерстности? Сделайте схемы всех скрещиваний.
Укроликов шерсть нормальной длины (ген «L») доминантна, короткая (ген «1»)—рецессивна. У короткошерстной крольчихи
67родилось 5 крольчат: 3 короткошерстных и 2 с нормальной шерстью. Составьте схему скрещивания. Определите генотип и фенотип отца, генотипы матери и потомков.
При скрещивании длинноухих овец («АА») с безухими («аа») получается потомство с короткой ушной раковиной. Как называ-
68ется такой тип наследования? Какое потомство получится при скрещивании короткоухих овец с такими же баранами? Безухих овец с короткоухими баранами? Составьте схемы скрещиваний и сделайте их анализ.
Уандалузских кур черная окраска оперения (ген «В») доминирует над белой (ген «в»). Гетерозиготная птица имеет голубое опе-
69рение. Какое потомство даст голубая курица при скрещивании с белым, голубым и черным петухами? Почему голубые андалузские куры ори возведении «в себе» не дают однообразного потомства?
Укрупного рогатого скота шортгорнской породы красная масть (ген «R») доминирует над белой (ген «г»). Гетерозиготные животные имеют чалую масть. В Шотландии одна шортгорнская
70корова принесла за один отел 5 телят, в том числе одного бычка красной масти, двух телок чалой и двух телок белой масти. Можете ли вы определить масть и генотип быка и коровы, от которых родились эти телята?
При скрещивании между собой хохлатых уток (хохолок на голове) утята выводятся только из 74 яиц, У4 а эмбрионов гибнет пе-
71ред вылуплением. Среди вылупившихся утят около 2/3 имеют хохолок, а У3 без хохолка. Как наследуется признак наличия хохолка у уток? Составьте схему скрещивания.
72У норок ген «F» определяет серебристо-соболиную окраску—
50