Биология Справочники / Напольская К.Р. Биология
..pdf
2%
182
тем) количество хромосом в клетках гибрида удвоилось, после чего стала воз можна конъюгация и кроссинговер (а следовательно, мейоз и образование половых клеток).
При этом восстановление плодовитости у животных представляет более сложную задачу, поскольку получение полиплоидов на основе умножения числа хромосом у них невозможно, т. к. полиплоидия для животных является леталь ной мутацией.
Работы И. В. Мичурина
) + #
Растения перед скрещиванием предварительно прививаются друг на друге.
' +/ +
Смешивается материнская и отцовская пыльца. Своя пыльца раздражает рыльце пестика — пестик способен воспринимать чужую пыльцу.
Растение прививалось к растению, обладающему нужными качествами. Развитие одного растения шло под влиянием веществ, вырабатываемых другим растением ментором (воспитателем). Селекционер при этом добивался разви тия нужных ему качеств
)
Если два растения не могут скреститься напрямую, тогда берут «посредни ка», одно растение скрещивают с «посредником» и получают гибрид, с которым
скрещивают второе растение
Работы Н. И. Вавилова
@ # " " / "
* ƒ, ' ( ' '"4 ' ,.$, * . ' 4
1. Южноазиатский тропический центр
Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, цитрусовые, манго, банан, коко совая пальма, черный перец — около 33% всех культурных растений.
2. Восточноазиатский центр
Соя, просо, гречиха, слива, вишня, редька, грецкий орех, мандарин, хурма, бамбук, женьшень — около 20% культурных растений.
3. Юго-западноазиатский центр
Пшеница, ячмень, рожь, фундук, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чес нок, виноград, абрикос, груша, дыня — порядка 14% всех культурных растений.
4. Средиземноморский центр
Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, овес, лен, лавр, каба чок, петрушка, сельдерей, виноград, горох, бобы, морковь, мята, тмин, хрен, укроп — около 11% культурных растений.
183
/" , , * ' ( '$,#
5. Абиссинский, или Эфиопский
Пшеница, ячмень, сорго, кофе, бананы, кунжут, арбуз — порядка 4% куль турных растений.
6. Центральноамериканский центр
Родоначальник фасоли, кукурузы, подсолнечника, хлопчатника, какао, тык вы, табака, топинамбура, папайи — около 10% культурных растений.
7. Южноамериканский, или Андийский центр
Картофель, томат, ананас, сладкий перец, хинное дерево, кокаиновый куст, гевея, арахис — около 8% культурных растений.
Начатая Н. И. Вавиловым работа была продолжена. П. М. Жуковский устано вил еще 4 центра происхождения культурных растений: Африканский, Австра
лийский, Европейско Сибирский, Североамериканский.
Н. И. Вавилов заложил коллекцию культурных растений, которая постоян но пополняется и используется селекционерами. Коллекция находится в Санкт Петербурге, насчитывает свыше 320 тыс. образцов семян культурных растений.
185
3. Есть возможность целенаправленно модифицировать, изменять свойства
ферментов (активность, специфичность), регулировать выход продукта. Иммобилизация ферментов — это прикрепление их в активной форме к не
растворимой основе или заключения в полупроницаемую мембранную систему.
Прикрепление
Адсорбция.
Химические связи.
Механическое включение фермента в органический или неорганический гель, капсулу и т. п
Прикрепление фермента осуществляется только за счет функциональных
групп, не входящих в активный центр фермента и не участвующих в образова
нии фермент субстратного комплекса.
Микробиологическая технология
Используются клетки бактерий и грибов.
Производство белков, аминокислот, витаминов и др.
Производство продуктов питания (хлебопечение, виноделие, пивоваре ние, получение кисломолочных продуктов).
В производстве металлов из руд. Тионовые бактерии используют для бак териально химического выщелачивания руд. Бактерии окисляют сульфиды до растворимых в воде. Раствор фильтруется в специальных условиях и в результа те микробиологических процессов обогащается металлами.
Для улучшения качества углей используют тионовые бактерии, которые удаляют соединения серы.
Использование бактерий для увеличения нефтеотдачи пластов. Бактерии через скважины с поверхностными водами попадают в нефтяную залежку. Начи нают идти процессы частичного разрушения нефти углерод окисляющими бак териями. Это приводит к накоплению углекислого газа, водорода, низкомолеку лярных органических кислот, которые метанообразующие бактерии переводят
вметан. Это приводит к разжижению нефти, повышению газового давления
внефтеносном пласте, что влечет за собой увеличение количества нефти, добы ваемой из скважины.
Клеточная технология и инженерия
Клеточная инженерия — манипуляции с изолированными клетками, кото рые позволяют конструировать клетки нового типа путем гибридизации и слия ния клеточных структур для получения организма с заданными свойствами.
Клеточная технология — методы культивирования клеток и тканей на пи тательных средах.
Микроклональное размножение растений. Метод культуры клеток и тканей Порядок действий микроклонального размножения растений
1.Выделение экспланта — кусочка растительной ткани.
2.Помещение экспланта в питательную среду, содержащую минеральные соли, аминокислоты, гормоны и др
186
3.Получение каллуса — неспециализированной клеточной массы, способ ной давать любые виды клеток.
4.Добавление фитогормонов, обеспечивающих рост и дифференцировку
клеток
5.Получение растений регенерантов — небольших растений, похожих на проростки
6.Высадка в грунт.
0 # # ( * #
" ) &
Соматическая гибридизация — искусственное объединение целых клеток
с образованием гибридных геномов.
Создание отдаленных гибридов клеток животных и растений. Слия
ние протопластов разных клеток.
Создание химерных организмов — организмы, неоднородные по гено
типу, получают слиянием эмбрионов.
Получение моноклональных антител с помощью гибридов — гибрид ные клетки, образованные из протопласта лимфоцитов селезенки иммунизиро ванных животных и раковых клеток.
Моноклональные антитела служат идеальными реагентами на конкретный антиген. Введенные моноклональные антитела блокируют антигены, применя ются для ранней диагностики раковых заболеваний, для нейтрализации змеи ных ядов, дифтерийного, столбнячного токсинов, для распознавания биологиче ски активных веществ (гормонов, ферментов) в крови, плазме, лимфе.
188
Хромосомная и генная инженерия
Хромосомная инженерия — манипуляции с целыми хромосомами или их участками. Позволяет заменить одну или обе гомологичные хромосомы на дру
гие или ввести дополнительные хромосомы в генотип организма.
Пример: в генотип пшеницы ввели хромосомы ржи, что привело к повы
шенной зимостойкости гибридной пшеницы и устойчивости к заболеваниям. Генная инженерия — искусственное перенесение генов в геном организма
Метод рекомбинантных плазмид Плазмиды — дополнительные кольцевые ДНК бактерий, несущие дополни
тельные гены
Этапы метода 1. Рестрикция
Проводится с помощью фермента естриктазы — фермента, который мо жет разрезать молекулы ДНК на отдельные кусочки в определенных местах так, чтобы на концах молекул ДНК образовывались одноцепочечные «хвосты». Эти «хвосты» могут снова по принципу комплементарности соединяться друг с дру гом, поэтому их называют липкими хвостами
2. Лигирование
При помощи фермента лигазы в плазмиду встраивают нужный ген, чтобы создать вектор — новую рекомбинантную плазмиду.
3. Трансформация
Введение рекомбинантной плазмиды (вектора) в бактериальную клетку.
4. Скрининг
Отбор колоний бактерий, содержащих рекомбинантные плазмиды с нуж ным геном
0 3 *# '
Методом рекомбинантных плазмид ученые создают штаммы бактерий, кото рые используются для производства гормонов (инсулина, соматоропина), фермен тов, белков интерферонов, регуляторных пептидов и др. Также используют для получения вакцин против вирусных инфекций (грипп, гепатит, бешенство и др.).
( *