Вопрос. Значение генетики.

Все успехи селекции по созданию высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур, характеризующихся устойчивостью как к биотическим, так и абиотическим факторам среды стали возможны благодаря использованию достижений генетики. На базе разработанных генетиками методов гибридизации и отбора выведены современные сорта сельскохозяйственных растений.

На основе гетерозиса созданы гибриды кукурузы, превышающие по урожайности лучшие сорта на 25-30%, благодаря чему кукуруза является самой высокоурожайной зерновой культурой земного шара. В настоящее время с использованием гетерозисного эффекта возделывается большинство овощных культур, ряд полевых – сорго, подсолнечник и др. В сельскохозяйственном производстве используют экспериментально полученные полиплоиды сахарной свеклы, ржи, клевера, гречихи, арбуза, яблони, черешни и др.

Использование отдаленной гибридизации позволило синтезировать целый ряд новых сельскохозяйственных культур. На основе гибридизации пшеницы и ржи создан пятый вид хлебных злаков – тритикале.

На основе экспериментального мутагенеза получены и внедрены в производство мутантные сорта пшеницы и ячменя.

Cущественны и достижения генных инженеров. Во многих странах с помощью методов генетической и клеточной инженерии созданы трансгенные сорта и формы различных сельскохозяйственных культур, которые невозможно получить традиционными методами селекции. Это растения, устойчивые к гербицидам; к вредителям (например, колорадскому жуку) и болезням; к засухе и пониженным температурам; растения, не поглощающие соли токсичных тяжелых металлов и нефтепродукты, и даже очищающие почву от этих веществ. В настоящее время площадь под генномодифицированными в мире достигает 6% общемировых посевов сельскохозяйственных культур. Созданы коммерческие трансгенные сорта картофеля, сои, кукурузы, хлопка. Используется генная инженерия в цветоводстве. Австралийская фирма «Флориген» создала сорт гвоздик фиолетового цвета на основе гена, выделенного у петуний. Сорт получил название «Лунная тень».

В настоящее время перед генетикой стоит задача расшифровки геномов основных сельскохозяйственных культур и разработка путей их совершенствования для дальнейшего наращивания объемов сельскохозяйственной продукции с необходимыми качественными показателями.

Проблемы генетики:

1) хранение генетической информации (изучение материальных структур, ответственных за ее хранение);

2) передача генетической информации (механизм и закономерности) от поколения к поколению;

3) реализация генетической информации (механизм) в конкретные свойства и признаки организма;

4) изменение генетической информации (причины и механизм) на разных этапах развития организма.

Задачи генетики:

1) выбор оптимальной системы скрещивания в селекционной работе и наиболее эффективного метода отбора,

2) управление развитием наследственных признаков, использование мутагенеза в селекции

3) в медицине использование генетических знаний способствует разработке мероприятий по защите наследственности человека от мутагенного действия факторов окружающей среды

Тема 2: «Цитологические основы наследственности»

План лекции:

1. Клетка как генетическая система.

2. Хромосомы как материальная основа наследственности.

3. Митоз – основа вегетативного размножения растений.

4. Мейоз, генетическая сущность и значение.

5. Кроссинговер.

6. Микро- и мегаспорогенез и гаметогенез у растений.

7. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений.

1 вопрос. Клетка как генетическая система.

Основными формами клеточной организации живых организмов являются две – прокариотическая и эукариотическая.

Эукариотические клетки (от греч. эу – хороший, карион – ядро) имеют ядро, отграниченное от цитоплазмы двойной мембраной и содержащее хромосомы и ядрышко. Кроме того, в этих клетках имеются многочисленные мембранные структуры, образующие замкнутые участки (компартменты) – эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды (у растений) и др.

Прокариоты («доядерные» организмы, от греч. про – перед, карион – ядро) не содержат ядра и других органоидов, обособленных от цитоплазмы. Для прокариотических клеток характерно отсутствие внутренней компартментации, наружная цитоплазматичеекая мембрана (ЦПМ) является единственной.

Таблица 1. Отличительные признаки про- и эукариотической клеток