Файл: Контрольная работа по дисциплине Генетика Группа Шифр б проверил профессор Дюкова Н. Н. Тюмень, 2022.docx

44. Модификационная изменчивость, методы ее изучения. Длительные модификации и морфозы

Модификационная изменчивость – изменение признака (фенотипа) в пределах нормы реакции под влиянием факторов среды. Модификации представляют собой разные формы реализации генотипа организма в конкретных условиях его обитания. Пределы модификационной изменчивости ограничены генотипом и называются нормой реакции. Эта форма изменчивости отражает адаптации организмов к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды, которые повышают выживаемость отдельных организмов и вида в целом. Характеристика модификационной изменчивости:

• 
  Изменяется фенотип, но не генотип – изменения фенотипа обусловлены физиологическими реакциями клеток.
  
• 
  Определенность (предсказуемость): конкретному действующему фактору среды соответствует определенная реакция фенотипа, свойственная данному генотипу (в большинстве случаев – всем представителям популяции).
  
• 
  Изменения могут быть обратимыми (более или менее) или необратимыми на уровне отдельного организма, в зависимости от механизма, посредством которого осуществляется данная форма изменчивости в конкретном случае. Пример обратимого изменения – приобретение и утрата загара; сезонная перемена шубы у зайца.
  
• 
  Отсутствие устойчивого наследования возникающих изменений.
  
• 
  Математически выстраиваемая зависимость между силой действующего фактора среды и степенью изменения признака. Эта зависимость может иметь разный вид, и в каждом конкретном случае она определяется эволюционной историей вида.
  

Биометрические методы широко применяются при изучении изменчивости количественных признаков, когда при отсутствии резких границ в величине признаков приходится строить вариационные ряды и несколько искусственно выделять то или иное количество классов.

Математические методы изучения наследственной изменчивости древесных растений направлены на определение наследственных и ненаследственных факторов в изменчивости среднего уровня признака. Для этой цели часто используется дисперсионный анализ. Все эти методы относятся к статистическим.

Метод фоновых признаков служит для оценки уровня генотипической изменчивости количественных признаков в популяциях лесных древесных пород. Этот метод заключается в том, что селектируемые признаки сравниваются на фоне признака, генотипическая варианса которого близка к нулю. При изучении явлений изменчивости всегда имеют дело с совокупностью единиц – особей или их признаков. Наиболее общую или полную совокупность называют генеральной. Если генеральная совокупность включает большое число единиц, то для изучения используется выборочная совокупность или выборка. Число единиц, составляющих выборку, называется её объемом и обозначается буквой "п". Различие между единицами совокупности называют вариацией или дисперсией. Отдельная особь или величина изучаемого признака называется вариантой и обозначается буквой "х".

---

Длительные модификации отличаются тем, что после прекращения действия вызвавшего их фактора исчезают постепенно, в течение нескольких поколений. Морфозы – представляют собой модификации, вызванные экстремальными или необычными для вида факторами внешней среды, к которым относятся, например, облучение, различные химические вещества и др. Характерная особенность морфозов – их ненаследуемый, неадаптивный и, как правило, необратимый характер. Длительные модификации отличаются тем, что после прекращения действия вызвавшего их фактора исчезают постепенно, в течение нескольких поколений.

63. Инбридинг, его генетическая сущность. Роль инбридинга в эволюции и селекции

Инбридинг – форма гомогамии, скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов (животных или растений). Термин «инбридинг» обычно используется в отношении животных, а для растений более распространён термин «инцухт» (нем. Inzucht); этот термин также часто используется при описании взаимоотношений между людьми – например, в биографиях и научно-политических трудах.

Инбридинг – популярная система спаривания родственных особей. Выведенное потомство имеет высокий уровень гомозиготности, низкий размах изменчивости признаков и сниженную жизнеспособность. Особую популярность инбридинг имеет в растениеводстве и животноводстве, основная его цель получить гибриды с высокой продуктивностью и жизнеспособностью. Называется это явление гетерозис. Этим методом довольно часто пользуются в пчеловодстве, однако доказательных результатов в исследованиях, как в отечественной, так и зарубежной литературе по пчеловодству нет. Инцест является ярко выраженной формой инбридинга, когда скрещивание происходит между особями, связанными прямым родством. Предельная форма инбридинга – самооплодотворение.

В результате наблюдается инбредная депрессия - снижение жизнеспособности и продуктивности, проявление уродств, вследствие перехода многих рецессивных генов в гомозиготное состояние. Получение инбредных линий необходимо для закрепления признаков и свойств у чистопородных животных и чистосортных растений. Эти линии используются затем для получения межлинейных гетерозисных гибридов. Под инбридингом подразумевают получение потомства от скрещивания родственных между собой особей. В зависимости от характера исходного материала и задач селекции применяют несколько типов скрещивания: между родственными особями – инбридинг. Животные, подвергающиеся родственному скрещиванию, имеют много общих генов. Наиболее тесный инбридинг осуществляется тогда, когда скрещивают братьев и сестёр, родителей и детей. Инбридинг ведёт к гомозиготизации и, как следствие этого, к понижению жизнеспособности, плодовитости, урожайности, уменьшению продолжительности жизни, появлению у животных различных врождённых уродств. Совокупность этих отрицательных признаков называется инбредной депрессией. Причина её заключается в переходе в гомозиготное состояние мутантных генов, влияющих на указанные признаки. Однако инбредная депрессия далеко не всегда сопровождает близкородственные скрещивания. В природе существует множество видов растений и различных видов животных, у которых самооплодотворение - норма. Дело в том, что в природе в популяции самооплодотворяющихся видов естественный отбор стабилизирует линии с генотипами, содержащими в минимальном количестве гены, гомозиготизация мутантных форм которых ведёт к инбредной депрессии. Поэтому инбридинг может даже привести к выделению линий с повышенной жизнедеятельности и плодовитостью. Экспериментально это было доказано Е. Кинг в опытах с крысами-альбиносами. Она получила от двух пар крыс путём инбридинга две линии, а затем с помощью же этого типа скрещивания (братьев с сёстрами) поддерживала их в течение 25 поколений. Кинг проводила строгий отбор среди самок, выбирая лучших для последующих скрещиваний. В результате одна из полученных линий характеризовалась повышенной плодовитостью и жизнеспособностью. Тоже происходит и у растений.

---

Влияние инбридинга на генетическую структуру популяций была впервые раскрыта в опытах В. Иогансена, показавшего неэффективность отбора в чистых линиях. Если исходный гетерозиготный организм подвергается самооплодотворению или близкородственному скрещиванию - инбридингу, то уже через несколько поколений число гетерозигот резко уменьшается. Таким образом, самооплодотворение приводит к разложению популяции.
71. У томата красная окраска плодов доминирует над желтой окраской. От самоопыления гетерозиготного по признаку окраски плодов томата получено потомство. Определите фенотип и генотип потомства


Дано: Решение:

А – красные Р: ♀Аа х ♂ Аа

а – желтые G₁: А, а, А, а

Найти: F₁- ? F₁: АА – красные томаты

2Аа – красные томаты

аа – желтые томаты

Ответ: при самоопыления гетерозиготного по признаку окраски плода было получено 3 красных томата и 1 желтый томат.
79. У томатов высокий рост доминирует над низким ростом, красная окраска плодов - над желтой окраской. Растения F₁ были скрещены с чистосортными растениями, имеющими все признаки в доминантном состоянии. В F₁ было получено 81 растение. Написать схему скрещивания и провести генетический анализ.


Дано: Решение:

А – высокий рост Р: ♀ААВВ х ♂ ААВВ

а – низкий рост G₂: АВ, АВ

В – красная окраска F₁: ААВВ – высокий красный томат

в – желтая окраска

Найти: F₁ - ?

Ответ: в задаче прослеживается закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) – при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F₁) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей. Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Получено 100% растений так как были скрещены чистосортные растения в доминирующем состоянии – с высоким ростом и красным томатом – 81 растение.

---

87. У собак доминантный аллель гена А обусловливает черную масть, рецессивный аллель, а - коричневую. Доминантный ген-ингибитор I подавляет проявление действия обоих генов и обусловливает белую масть. Рецессивный аллель гена-ингибитора i не оказывает влияния на окраску шерсти. При скрещивании гомозиготных собак белой и коричневой масти, имеющих генотипы ААII и ааii получили 24 щенка в F1 и 48 - в F2. Написать схему скрещивания и провести генетический анализ


Дано: Решение:

А – черная 1. Р: ♀ААII х ♂ aaii

а – коричневая G₁: AI, ai

І – белая F₁: АаIi – белые 24 щенка

i – не несёт

Решение:

2. Р: ♀АаIi х ♂ АаIi

G₂: AI, Ai, aI, ai AI, Ai, aI, ai

AAII белый	AAIi белый	AaII белый	AaIi белый
AAIi белый	AAii черный	AaIi белый	Aaii черный
AaII белый	AaIi белый	aaII белый	aaIi белый
AaIi белый	Aaii черный	aaIi белый	Aaii коричневый

F₂: расщепление 12:3:1

Ответ: в задаче наблюдается взаимодействие неаллельных генов. В F₂ наблюдается расщепление 12:3:1 – эпистаз.

98. При апробации табака установили частоту доминантного гена устойчивости к черной корневой гнили (р = 0.98). Определите фенотипическую и генотипическую структуру популяции табака

Дано:

Речь идет о частоте встречаемости аллеля (гена) в популяции.

р (A) = 0,98

Решение:

Зная частоту встречаемости доминантного гена устойчивости к черной корневой гнили, определим q(a).

q(a) = 1 – 0,98 = 0,02

Генотипическая структура популяции

p² (AA)= 0,98² = 0,9604 (96,04%)

2pq (Aa) = 2 * 0,98 * 0,02 = 0,0392 (3,92%)

q² (aa) = 0,02² = 0,0004 (0,04%)

Фенотипическая структура популяции

АА = 96,04+3,92=99,96%

аа = 0,04%

---