Реферат
на тему: "Гамогенез растений. Основы генетики и селекции"
Содержание
Гаметогенез и развитие растений
Основы генетики и селекции. Закономерности наследственности. Основные понятия генетики
Хромосомная теория наследственности
Моногибридное скрещивание
Дигибридное скрещивание
Анализирующее скрещивание
Сцепленное наследование признаков
Генетика пола
Наследование признаков, сцепленных с полом
У растений гаметогенез протекает значительно сложнее. При этом процесс мейоза имеет место не на стадии образования гамет, а на стадии образования спор. Кроме того, у растений наблюдается чередование поколений с диплоидным и гаплоидным набором хромосом. Поколение с гаплоидным набором хромосом называется гаметофитом и образует гаметы в процессе митоза. Поколение с диплоидным набором хромосом называется спорофитом и образует споры в процессе мейоза. Гаметофит развивается из гаплоидных спор, а спорофит - из диплоидной зиготы, образующейся в результате оплодотворения.
В цикле развития мейоз всегда имеет место один раз. В зависимости от периода жизни спорофита и гаметофита, взрослое растение может быть гаплоидным или диплоидным.
Размножение и развитие водорослей. У низших растений преобладающим поколением является гаметофит. Он размножается бесполым путем, образуя клетки, из которых развиваются взрослые особи. В определенный период гаметофит дает гаметы, разные или одинаковые по величине. После оплодотворения образуется зигота, которая сразу же делится мейозом и образует споры, дающие начало новым гаметофитам.
Размножение и развитие высших споровых растений. У мхов, папоротников, плаунов и хвощей размножение происходит спорами. Половое поколение развивается при прорастании споры (п). Из споры образуется заросток (п), в котором развиваются органы полового размножения антеридии и архегонии. В антеридиях в процессе митоза образуются сперматозоиды, а в архегониях - яйцеклетка (как правило, одна). При наличии воды сперматозоиды проникают в архегонии и оплодотворяют яйцеклетку, при этом образуется зигота (2п). Из зиготы развивается зародыш, а далее молодое растение спорофит. У взрослого растения в специальных органах спорангиях (2л) в результате мейоза образуются споры (л), которые дают начало новому поколению.
У мхов взрослым растением является гаметофит (л), развивающийся из спор, а спорофит образуется на гаметофите в виде коробочки на ножке.
У папоротников, плаунов и хвощей преобладающим поколением во взрослом состоянии является спорофит, на котором образуются споры. Гаметофит представлен в виде небольшого заростка и существует очень недолго.
Размножение и развитие семенных растений. У семенных растений размножение происходит семенами, преобладающим поколением является спорофит, а гаметофит сильно редуцирован, развивается в спорофите и представлен лишь несколькими клетками. Процесс развития семенных растений рассмотрим на примере цветковых растений.
Взрослое растение имеет диплоидный набор хромосом и является спорофитом. Оно развивается из семени. Репродуктивным органом служит цветок, в котором образуются женский орган - пестик и мужской - тычинки. В завязи пестика в семязачатках из клеток спорангия мейозом образуются 4 крупные споры (л), одна из которых развивается в женский заросток гаметофит, а три отмирают. Спора трижды делится митозом, и образуется 8-ядерный зародышевый мешок. Затем ближайшее к пыльцевходу крупное ядро образует яйцеклетку, 2 соседних ядра - 2 сопутствующие клетки - синергиды. На противоположном полюсе мешка располагаются 3 клетки-антиподы, а в центре образуется центральная двухъядерная клетка. Все ядра гаплоидные.
В пыльцевых мешках тычинок из клеток микроспорангия мейозом возникает много мелких спор (л). Все они развиваются и дают начало мужскому заростку - гаметофиту. Спора делится митозом и образует вегетативную и генеративную клетки. Ядро генеративной клетки делится еще раз и образуются 2 спермия. Вегетативная и генеративная клетки покрываются оболочкой и образуется пыльцевое зерно. При попадании пыльцы на рыльце пестика вегетативная клетка прорастает и образует пыльцевую трубку, которая продвигает генеративную клетку к пыльцевходу. Два спермия через пыльцевход попадают в зародышевый мешок. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образуется зигота (2л), из которой развивается зародыш семени. Другой спермий сливается с 2 ядрами центральной клетки, в результате образуется эндосперм (Зл) семени, в котором запасаются питательные вещества. Этот процесс, называемый двойным оплодотворением, был открыт русским ученым СП. Навашиным. В результате двойного оплодотворения в семязачатке образуется семя, а из покрова семязачатка - семенная кожура. Вокруг семени из завязи и других частей цветка формируется плод.
Таким образом, у растений при переходе от низших к высшим наблюдается изменение преобладающего поколения от гаметофита к спорофиту.
Основы генетики и селекции. Закономерности наследственности. Основные понятия генетики
Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов.
Наследственность - способность организма передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Изменчивость - способность организма изменяться в процессе индивидуального развития под воздействием факторов среды. Изменчивость - явление нестабильности наследственных свойств.
Материальной основой наследственности являются половые клетки - гаметы. При бесполом размножении таковыми являются соматические клетки. Но клетки не содержат готовые "зародыши признаков", а несут только структурные задатки возможных признаков - гены.
Ген - участок молекулы ДНК, ответственный за проявление какого-либо признака. Ген является единицей наследственности, определяющей признак, единицей измерения биологического явления.
Реализация признака у организма идет по схеме:
ген-" белок - "признак.
Генотип - совокупность всех наследственных признаков - генов организма, полученных от родителей.
Фенотип - совокупность внутренних и внешних признаков, которые проявляются у организма при взаимодействии генотипа со средой.
Гены располагаются в хромосомах в определенных участках - локусах. В диплоидных клетках содержатся две гомологичные хромосомы, в которых располагаются парные гены.
Аллельные гены (аллели) - парные гены, расположенные в гомологичных хромосомах, в одних и тех же локусах и ответственные за проявление какого-либо признака (например, цвет волос, глаз, форма уха и т.д.). Аллельные гены могут нести одинаковые качества одного признака или противоположные - альтернативные. Например, темные и светлые аллели окраски волос, серые и карие аллели цвета глаз. Аллельные гены обозначаются буквами латинского алфавита (А и а, В и Ь, С и с и т.д.).
Гомозигота - организм (зигота), имеющий одинаковые аллели одного гена в гомологичных хромосомах (АА, аа).
Гетерозигота - организм (зигота), имеющий разные аллели одного гена в гомологичных хромосомах (Аа), т.е. несущие альтернативные признаки.
Признаки-гены могут быть доминантными и рецессивными.
Доминантный признак (ген) - господствующий, преобладающий, проявляется всегда как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. Доминантный признак обозначается заглавной буквой (А, В, С).
Рецессивный признак (ген) - подавляемый, проявляющийся только в гомозиготном состоянии. В гетерозиготном состоянии рецессивный признак подавляется доминантным. Он обозначается соответствующей строчной буквой (а, Ь, с).
Хромосомная теория наследственностиОсновные положения хромосомной теории наследственности сформулированы Т. Морганом. В основе хромосомной теории лежит поведение хромосом в мейозе, от которого зависит качество образующихся гамет.
1. Единицей наследственной информации является ген, локализованный в хромосоме.
2. Гены в хромосомах располагаются линейно, образуя группу сцепления. Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно, сцеплено.
3. Сцепление генов может нарушаться в процессе мейоза в результате кроссинговера.
4. В процессе мейоза гомологичные хромосомы, а следовательно, и аллельные гены попадают в разные гаметы. Гаметы всегда гаплоидны.
5. Негомологичные хромосомы, а следовательно, и неаллельные гены расходятся произвольно, независимо друг от друга и образуют различные комбинации в гаметах, число которых определяется по формуле 2", где п - количество пар гомологичных хромосом.
В результате кроссинговера число комбинаций генов в гаметах увеличивается.
Моногибридное скрещиваниеОсновные закономерности наследственности были открыты Г. Менделем (1865). Метод, который использовал Мендель при выведении законов, называется гибридологическим. Гибриды - потомки, полученные от скрещивания двух организмов, несущих альтернативные признаки. Для опытов Мендель выбрал растение горох по следующим причинам. Горох - самоопыляемое растение и поэтому легко получить чистую линию, т.е. гомозиготные особи по определенным признакам. У гороха имеются ярко выраженные альтернативные признаки по цвету семян, форме горошин, окраске цветков, величине растений и т.д. И наконец, большое число потомков дает возможность получить статистически достоверные результаты.
Исходные родительские особи в опытах были гомозиготными, а полученные потомки - гетерозиготными. Для исследования выбирали только один или два признака, а не их совокупность.
Закон единообразия первого поколения (1-й закон Менделя). При скрещивании двух гомозиготных особей с альтернативными признаками в первом поколении все гибриды одинаковы по фенотипу и похожи на одного из родителей. У гибридов I поколения проявляется только доминантный признак.
Закон расщепления признаков (2-й закон Менделя). При скрещивании двух гибридов во втором поколении наблюдается расщепление признаков по фенотипу в соотношении 3:
0 комментариев