Хромосомная теория наследственности

     Содержание:

     Введение         2стр.

     1. Хромосомная теория наследственности

     1.1 Основы теории       4стр.

     1.2 Наследственные признаки, сцеплённых с полом  7стр.

     1.3 Сцепленное наследование     9стр.

     1.4 Законы наследственности Менделя    12стр.

     1.5 Хромосомная теория наследственности Моргана  14стр.

     2.Томаты  как культура

     2.1 Состав плодов и биологические особенности томатов 18стр.

     2.2 Классификация томата      19стр.

     2.3 Сорта томатов       21стр.

     2.4 Технология выращивания     22стр.

     2.5 Вредители и болезни томатов, меры борьбы сними 24стр.

     3. Рабочая гипотеза и решение задачи

     3.1 Выведение новых сортов томатов    29стр.

     3.2 Гипотеза        30стр.

     3.3 Задача         30стр.

     Список  использованной литературы    32стр. 
 
 
 

     Введение 

      
     Развитие живой материи на Земле происходит в бесконечной смене поколений. Жизнь неразрывно связана с размножением организмов. В каких бы формах оно не осуществлялось, от одного поколения другому всегда передаются общие, характерные для: данного вида признаки и свойства. Иными словами, потомство той или иной степени обязательно похоже на своих родителей Процесс воспроизведения организмами в ряду последовательны поколений сходных признаков и свойств называется наследственностью. Она проявляется во всем том общем, что имеется между; родственными поколениями организмов. Таким образом, размножение связано с наследственностью. Уже второе поколение когда-то возникшей живой материи было похоже на первое. Часто признаки и свойства организмов при размножении воспроизводятся очень стойко: дети бывают удивительно похожи на своих родителей. Однако абсолютного сходства между ними никогда не бывает. Всегда отличаются друг от друга по каким-либо признакам и дети одних и тех же родителей. 
     Наследственность — это не простое воспроизведение, копирование каких-либо неизменных свойств и признаков организмов. Он; всегда сопровождается их изменчивостью. При размножении организмов наряду с сохранением одних признаков изменяются другие. Не только воспроизводится подобное, но и возникает новое. 
Наследственность и изменчивость всегда сопутствуют друг другу и проявляются в процессе размножения организмов совместно как противоречивые и в то же время неразрывно связанные между; собой процессы. Размножение, следовательно, связано не только наследственностью, но и с изменчивостью организмов. 
Наука о наследственности и изменчивости организмов получил; название генетики (от греч. genetics — относящийся к происхождению). 
Явления наследственности и изменчивости у растений и животных привлекали внимание и интересовали человека с незапамятных времен. В течение многих веков люди безуспешно пытались понять и объяснить эти удивительные явления живой природы. Это привело к возникновению множества умозрительных гипотез наследственности. В них отдельные правильные наблюдения сопровождались большим числом вымыслов и произвольных предположений.  
     Запросы сельскохозяйственного производства, задачи улучшения культурных растений и домашних животных, селекционная практика диктовали необходимость изучения явлений наследственности и изменчивости организмов. Этого можно было достичь лишь путем экспериментов и правильного обобщения полученных в них данных. Во второй половине XVIII — первой половине XIX столетия И. Кёльрейтер, К. Гэртнер, О. Сажрэ, Ш. Нодэн, Т. Найт провели ряд опытов по гибридизации растений, в результате которых изучение наследственности организмов в значительной степени продвинулось вперед. Но решающий шаг в этом направлении сделал чешский ученый Грегор Мендель. В 1865 г. в обществе естествоиспытателей г. Брно (Чехослова¬кия) Г. Мендель доложил результаты своих опытов с растительными гибридами. До него в биологии господствовала теория слитного наследования.  
     Гибридизация сравнивалась со слиянием в пробирке двух разноокрашенных жидкостей, дающих в растворе промежуточную окраску. Считалось, что подобно этому гибриды по сравнению с родительскими формами всегда характеризуются промежуточным проявлением признака. Г. Мендель убедительно показал, что наследственность дискретна (делима), что отдельные признаки или свойства организма развиваются на основе материальных наследственных факторов, которые в процессе слияния гамет не растворяются, не исчезают и могут наследоваться независимо друг от друга. Он разработал основные принципы генетического анализа наследственности организмов, впервые применил к изучению наследственности методы математической статистики и установил основные закономерности числовых отношений расщепления гибридов при скрещивании. 
     Эти закономерности наследственности имели фундаментальное значение для теории и практики гибридизации растений и селекции вообще. Г. Мендель стал основоположником генетики. Своими открытиями он примерно на полстолетия опередил время. Поэтому его работы не были по достоинству оценены современниками и долгое время оставались почти неизвестными. В то же время в поисках разгадки явлений наследственности и под влиянием запросов селекции в конце XIX столетия опыты по гибридизации растений в различных странах продолжались во все возрастающих размерах.

     И не случайно в 1900 г. трое ученых — К. Корренс в Германии, Э. Чермак в Австрии и Г. Де-Фриз в Голландии, проводя опыты по гибридизации различных растений, независимо друг от друга получили те же результаты, что и Г. Мендель. 1900 г., когда были переоткрыты закономерности наследственности, впервые установленные Г. Менделем, считается официальной датой рождения генетики. Это название науке о наследственности и изменчивости было дано позже, в 1906 г., английским генетиком В. Бэтсоном.

      Главная задача генетики — разработка методов управления наследственностью и изменчивостью для получения нужных человеку форм растений, животных и микроорганизмов и управления индивидуальным развитием организмов. 
 

1. Хромосомная теория наследственности.

 

1.1Основы теории 

     Хромосомная теория наследственности — теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, то есть преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом. Хромосомная теория наследственности возникла в начале 20 в.  на основе клеточной теории и использовалась для изучения наследственных свойств организмов гибридологического анализа.

     Формирование хромосомной теории.В 1902—1903 гг. американский цитолог У. Сеттон и немецкий цитолог и эмбриолог Т. Бо-вери независимо друг от друга выявили параллелизм в поведении генов и хромосом в ходе формирования гамет и оплодотворения. Эти наблюдения послужили основой для предположения, что гены расположены в хромосомах. Однако экспериментальное доказательство локализации конкретных генов в конкретных хромосомах было получено только в 1910 г. американским генетиком Т. Морганом, который в последующие годы (1911—1926) обосновал хромосомную теорию наследственности. Согласно этой теории, передача наследственной информации связана с хромосомами, в которых линейно, в определенной последовательности, локализованы гены. Таким образом, именно хромосомы представляют собой материальную основу наследственности.

     Формированию хромосомной теории способствовали данные, полученные при изучении генетики пола, когда были установлены различия в наборе хромосом у организмов различных полов.

     Генетика пола. Пол, как и любой другой признак организма, наследственно детерминирован. Важнейшая роль в генетической детерминации пола и в поддержании закономерного соотношения полов принадлежит хромосомному аппарату.

     Рассмотрим хромосомное определение пола. Известно, что у раздельнополых организмов (животных и двудомных растении) соотношение полов обычно составляет 1:1, т. е. мужские и женские особи встречаются одинаково часто. Это соотношение совпадает с расщеплением в анализирующем скрещивании, когда одна из скрещиваемых форм является гетерозиготной (Аа), а другая — гомозиготной по рецессивным аллелям (аа). В потомстве в этом случае наблюдается расщепление в отношении 1Аа:1аа. Если пол наследуется по такому же принципу, то вполне логично было бы предположить, что один пол должен быть гомозиготным, а другой — гетерозиготным. Тогда расщепление по полу должно быть в каждом поколении равным 1.1, что и наблюдается в действительности.

     При изучении хромосомных наборов самцов и самок ряда животных между ними были обнаружены некоторые различия. Как у мужских, так и у женских особей во всех клетках имеются пары одинаковых (гомологичных) хромосом, но по одной паре хромосом они различаются. Так, у самки дрозофилы имеются две палочковидные хромосомы, а у самца — одна такая же палочковидная, а вторая, парная первой, — изогнутая. Такие хромосомы, по которым самцы и самки отличаются друг от друга, называют половыми хромосомами. Те из них, которые являются парными у одного из полов, называют X-хромосомами. Непарная половая хромосома, имеющаяся у особей только одного пола, была названа У-хромосомой. Хромосомы, в отношении которых между самцами и самками нет различий, называют аутосомами. Следовательно, у дрозофилы особи обоих полов имеют по шесть одинаковых ауто-сом плюс две половые хромосомы (ХХу самок и XY у самцов).

     Пол, содержащий различные половые хромосомы  (X и У), образует гаметы двух типов (половина с X-хромосомой и половина с У-хромосомой), т. е, является гетерогаметным, а пол, содержащий в каждой клетке одинаковые половые хромосомы (Х-хромосомы), — гомогаметным.

     От  чего же зависит рождение мужских  и женских особей? Рассмотрим это  на примере определения пола у  дрозофилы (рис. 3.7). В ходе мейоза у  самок образуется один тип гамет, содержащий гаплоидный набор аутосом  и одну Х-хромосому. Самцы образуют два типа гамет, половина из которых  содержит три аутосомы и одну Х-хромосому  (ЗА+Х), а половина — три аутосомы и одну У-хромосому (ЗА+У). При оплодотворении яйцеклеток (ЗА+Х) сперматозоидами с Х-хромосомами будут формироваться самки (6А+ХХ), а от слияния яйцеклеток со сперматозоидами, несущими У-хромосому, — самцы (6A+XY). Поскольку число мужских гамет с Х- и У-хромосомами одинаково, то и количество самцов и самок тоже одинаково. В данном случае пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора зиготы.

     Сходный способ определения пола (XY-тип) присущ всем млекопитающим, в том числе  и человеку, клетки которого содержат 44 аутосомы и две .X-хромосомы у  женщин либо XY-хромосомы у мужчин.

     

     Схема определения пола у дрозофилы. Хромосомные  наборы: 1 — соматических клеток; 2 — сперматозоидов; 3 —яйцеклеток; 4— потомства.

     Таким образом, XY-тип определения пола, или тип дрозофилы и человека, — самый распространенный способ определения пола, характерный для большинства позвоночных и некоторых беспозвоночных (рис. 3.8). Х0-тип встречается у большинства прямокрылых, клопов, жуков, пауков, у которых Y-хромосомы нет вовсе, так что самец имеет генотип Х0, а самка — XX.

     У птиц, бабочек и пресмыкающихся самцы  являются гомога-метным полом, а самки  —- гетерогаметным (типа XY или типа ХО). Половые хромосомы у этих видов иногда обозначают буквами Z и W, чтобы выделить таким образом данный способ определения пола; при этом самцы обозначаются символом ZZ, а самки — символом ZW или Z0.

     Существуют  другие варианты определения пола. Например, у пчел и муравьев нет  половых хромосом: самки — это  диплоидные особи, а самцы (трутни) —  гаплоидные. Самки развиваются из оплодотворенных яиц, а трутни —  из неоплодотворенных. В процессе сперматогенеза у трутней не происходит редукции числа хромосом.

     Из  оплодотворенной яйцеклетки может  развиваться либо «матка» — крупная, способная к размножению самка, либо стерильная рабочая пчела. Это  зависит от условий выкармливания  личинки рабочими особями.

       

     Основные  типы определения пола: a —XY; б—ХО; в — ZW; г — по плоидности.

     Наконец, у некоторых животных определение  пола обусловлено внешними условиями. У морского червя Bonellia самцы и  самки имеют одинаковый генотип. Особи, которые в личиночной стадии остаются свободноплавающими, становятся самками, а личинки, прикрепившиеся к телу взрослой самки, развиваются  в микроскопических самцов. Самцы  мигрируют в половые пути самки, где они живут в качестве паразитов, выполняя главную функцию — оплодотворение яйцеклеток.  

     1.2 Наследование признаков, сцепленных с полом. 

     В том случае, когда гены, контролирующие формирование того или иного признака, локализованы в аутосомах, наследование осуществляется независимо от того, кто  из родителей (мать или отец) является носителем изучаемого признака. Если же гены находятся в половых хромосомах, характер наследования признаков резко  изменяется. Например, у дрозофилы  гены, локализованные в Х-хромо-соме, как правило, не имеют аллелей в У-хромосоме. По этой причине рецессивные гены в Х-хромосоме гетерозиготного пола могут проявляться будучи в единственном числе.

     

     Гомологичные  участки в Х- и Y-хромосомах человека: а — Х-хромосома; 6 — Y-хромосома; I — негомологичные участки; 2 — центромера; 3 — гомологичные участки.

     Признаки, гены которых локализованы в половых  хромосомах, называются признаками, сцепленными  с полом. Это явление было открыто  Т. Морганом у дрозофилы.

     Х- и У-хромосомы имеют общие гомологичные участки, где локализованы гены, определяющие признаки, которые наследуются одинаково  как у мужчин, так и у женщин.

     Помимо  гомологичных участков, Х- и У-хромосомы имеют негомологичные участки. Негомологичный участок У-хромосомы, кроме генов, определяющих мужской пол, содержит гены перепонок между пальцами ног и волосатых ушей у человека. Патологические признаки, сцепленные с негомологичным участком У-хромосомы, передаются всем сыновьям, поскольку они получают от отца У-хромосому.

     Негомологичный  участок Х-хромосомы содержит в  своем составе ряд важных для  жизнедеятельности организмов генов. Поскольку у гетерогаметного  пола (ХУ) Х-хромосома представлена в единственном числе, то признаки, определяемые генами негомологичного  участка Х-хромосомы, будут проявляться  даже в том случае, если они рецессивны. Такое состояние генов называется гемизиготным. Примером такого рода наследования у человека являются гемофилия, мышечная дистрофия Дюшена, атрофия зрительного  нерва, дальтонизм (цветовая слепота) и  др.

     Гемофилия — это наследственная болезнь, при  которой кровь теряет способность  свертываться. Ранение, даже царапина или ушиб, могут вызвать обильные наружные или внутренние кровотечения, которые нередко заканчиваются смертью. Поэтому больных гемофилией следует тщательно оберегать от всякого рода травм. В некоторых странах для таких детей созданы специальные школы. Это заболевание встречается, за редким исключением, только у мужчин. Было установлено, что гемофилия обусловлена рецессивным геном, локализованным в Х-хромосоме, поэтому гетерозиготные по данному гену женщины обладают нормальной свертываемостью крови.

     Рассмотрим, какое потомство может появиться  у женщины, вступающей в брак с  нормальным по этому признаку мужчиной. Ген, определяющий нормальную свертываемость крови, обозначим Н, а ген, который не определяет ее свертываемость, — h. Учитывая, что в генотипе женщины имеется двеХ-хромосомы, а у мужчин — одна Х-хромосома и одна У-хромосома, запишем схему наследования гемофилии: