Генетика популяций самоопылителей. З-н Харди-Вайнберга. Факторы, огранич-е д-е этого з-на

Равновесные частоты генотипов являются произведением частот соответствующих аллелей. Если имеются два аллеля (А и а с частотами p и q), то частоты трех возможных генотипов выражаются ( p + q )² = p² + 2 pq + q²

Это Ур-е в 1908г сформ. Харди и Вайнберг, согласно формуле p² + 2 pq + q² = 0 , тогда зная частоту рецессивных гомозигот можно вычислить частоты всех генотипов популяции.

З-н Харди–Вайнберга никогда не реал-ся в чистом виде, т.к. на популяцию дейст-т многочисл. ф-ы, нарушающие ее генетическое равновесие. К таким процессам относятся мутации, миграции, дрейф генов, ест. и искусст. отбор, волны жизни.

Мутации- единственный источник генет.. изменчивости, но т.к.они пр-т с низкой частотой, то изменяют генет. стр-ру популяции медленно.

Миграции (поток генов) возникают при перемещении особей одной популяции в др и скрещивание с ее представителями. Поток генов не изменяет частот аллелей у вида в целом, но в локальных попул. они меняются.

Дрейф генов - изменение частот аллелей в ряду поколений, вызванное случ. причинами, чаще всего малочисленностью популяции.

Волны жизни - это резкие колебания числ-ти попул, кот. носят периодический хар-р с разной длиной волны или апериодический, когда волна нарастает без признаков спада в ближ. время.

Ест. отбор- наиболее важный фактор эволюции т.к. только он определяет адаптивную ценность проц-в мутагенеза, миграции или дрейфа генов. Он определяет разнообразие организмов и способствует их адаптации к разл. усл. существ.

Ассортативное скрещивание- это скрещивание, когда на выбор партнера оказ. влияние генотип.

Общая хар-ка обр-х (меристемных), покровных (пограничных), механических (скелетных), проводящих, основных или паренхимных (ассимиляционных, запасающих, вентиляционных), выделительных (секреторных) тканей.

Тканями называют устойчивые, т.е. закономерно повторяющиеся, комплексы клеток, сходные по пр-ю, стр-ю и приспособленные к выполнению одной или н-х ф-й. По форме составляющих их клеток различают ткани прозенхиматические, построенные из прозенхимных клеток и паренхиматические (из паренхимных клеток). Ткань из клеток с плотно сомкнутыми оболочками называют плотной, а ткань с развитой системой межклетников - рыхлой. Между примыкающими одна к др. оболочками клеток находится тонкая, оптически изотропная прослойка (срединная пластинка), составляющее ее вещ-во называется межклетным веществом. По наличию (отсутствию) в клетках сформировавшейся ткани живого содержимого различают ткани меристематические или дифференцированные.

I- Образовательные (меристематические) – ткани, кот сост-т из кл им. осн f деление:

1) апекальные (верхушечные на концах побегов),

2) латеральные (боковые):

а) первичные (прокамбий, перицикл),

б) вторичные (камбий, феллоген, пробковый камбий);

3) интеркалярные (вставочные);

4) травматические/раневые.

II- Ассимиляционные (мезофилл листа).

III- Запасающие (паренхима клубней, плодов).

IV- Аэранхимные (ткани запасающие воздух, обагощенные О2 с оч крупными межклетниками).

V- Покровные

а) первичная покровная (эпидерма),

б) вторичная (перидерма),

в) третичная (корка или ретидом).

VI- Выделительные:

1) наружные (железистые волоски – трихомы, выросты – эмергенцы, нектарники, гидатоды),

2) внутренние (выделит кл, многоклеточные вместилища выделений, млечники членистые и нечленистые, смоляные ходы).

VII- Механические (опорные, скелетные):

1) колленхима,

2) склеренхима: а) волокна, б) склереиды.

VIII- Проводящие:

1) ксилемные ↑ (древесина),

2)флоэмные ↓(луб).

IХ – Всасывающие (ризодерма, всасывающие щитки зародышей злаков, гиропоты у водн раст),

Х – Регулирующие прохождение в-в (эндодерма, экзодерма, обкладочные кл обводящих пучков листов).

Мезофилл у растений в листовых пластинках состоит из тонкостеночной хлорофилоносной паренхимы. Хлоренхима делится у большинства на палисадную и губчатую. Клетки палисадной ткани расположены перпендикулярно кожице, они длинные, узкие и богаты хлорофиллом. Губчатая - состоит из нескольких слоев клеток округлых по очертанию; в ней сильно развита система межклетников. Склеренхима – механ ткань раст сост-я из толстостенных, обычно одревесневших кл 2х типов - волокон и склереид. Волокна прозенхимной формы с заостренными концами и узкими порами в оболочке. Они обеспечивают прочность органов раст на сжатие, растяжение, изгибы. Сформировавшись, они теряют живое содержимое и их полости заполняются воздухом. У многих раст составляют обкладку проводящих пучков, у двудольных расположены в перецикле и первичной флоэме. Колленхима появляется только как первичная ткань и служит существенной частью арматуры молодых органов. Клетки неравномерно утолщены и содержат целлюлозу. По строению близки к паренхиме, увеличивает эластичность стебля. Проводящие тк возникли всвязи с выходом на сушу. Особ-ть: образуют в теле непрерывную разветвленную с-му соединений с органами растений; представляют собой сл. ткани; вытянуты очень значительно в длин тяжи; стенки проводящ Эл-тов им сквозное отверстие (перфорации) и поры, кот облегчают прохождение воды и пит в-в. Водопроводящие элементы ксилемы представлены трахеидами и трахеями. Трахеиды - вытянутые, замкнутые клетки. По характеру утолщения их стенок различают: кольчатые, лестничные, сетчатые, спиральные, пористые. Клетки сообщаются с др. клетками - трахеидами окаймленными порами. Трахея - трубка из продольного ряда члеников трахей, между которыми в перегородках - перфорации. Выдел первичную (формир-ся из прокамбия наз протоксилема) и вторичн (формир-ся из камбия – метаксилема). Должны обладать след требованиям: д.б. тонкие, не покрытые вторичн оболочкой => вторичн обол откладыв кольцами,спиралями и т.п. Трахеиды распростр шире. В ксилеме есть древесные волокна – либриформ – обр-ся как механ ткани. У этих кл толст обол и оч узкие просветы, быстро лигнифицируются. В состав флоэмы покрытосеменных входят ситовидные трубки, из клеток, имеющих целлюзные стенки и сообщающиеся др. с др. В процессе формирования клетки спутницы, а также луб, волокна склераиды , кл паренхимы. В отличии от ксилемы сохраняет живое содержимое в течение всей жизни. Кожица (эпидермис) состоит из плотносомкнутых клеток, имеющих извилистые очертания. На поперечном разрезе клетки кожицы имеют четырехугольные или 5-тиугольные очертания. Оболочка эпидермальных клеток утолщается неравномерно. Наиболее толста наружная стенка. Поверхность кожицы покрыта пленкой - кутикулой. У некоторых она очень толста у др.- ее вообще нет. Восковой налет, как и кутикула, снижает транспирацию. Клетки кожицы долгое время сохраняют способность к делению. Обычно эпидермис сохраняется от неск недель до неск месяцев и взамен него формир-ся новая вторичная покровная ткань – пробковая. Для ее формир-я необходимо заложение вторичной меристемы, кот возникает в следствии омирания эпидермиса и наз-ся пробковым камбием. Он работает двусторонне. Откладывая кнаруже клетки прбковой ткани и внутрь стебля (в не> мере) живые паренхимные кл с межклетниками – феллодерма. Перидерма – совокупность клеток пробковой ткани, пробкового камбия и феллодермы. Меристематические клетки состоят из недифференцированных клеток, способных многократно делиться. Возникающие из них клетки дифференцируются и попадают во все ткани и органы растения. Меристемы содержат некоторое число инициальных клеток, способных делиться неопределенное число раз. Остальные клетки меристемы – это производные от инициалей, они делятся ограниченное число.

13.2. Рост бактериальной Кл-ки и поп-ции. Периодические к-ры. Кривая роста периодич. Культуры, ос-ти отдельных фаз. Сбалансированный и несбал. Рост, причины лимитации роста и отмирания. Проточные и синхронные культуры, их получение и назначение.

Рост прокариотич.кл-соглассованное увелич-ние всех химич. Комп-тов, их кот. Она построена. Рост явл-ся рез-том множества скоординированных Биос-ких пр-сов, наход-ся под строгим регул-м контролем и приводит к увеличению биомассы и размеров клетки. При достижении определ-х размеров рост прекращàкл делится. Рост нового мат-ла различен. У кокков-рост по всей пов-ти, У E. colli в виде локальных зон роста, которые распол. В местах адгезии цитопл. Мембраны и внешней мембраны этих м/о. В центре формир-ся септа. Кл-ки, возникшие из 1 материнской-новая генерация. Время генерации- время от возникновения до деления Кл-ки. Чем < организм, тем < время генерации. E. Colli время генерации 20 минут. В оптимальных условиях сущ-т мех-мы регуляции числ-ти, ограничения роста, развития м/о. Проследить динамику роста бактериальной поп-ции можно на периодической к-ре-культуре, выращ-ой в лабораторных условиях без притока свежей среды и оттока метаболитьв. В таких условиях рост бактер. Поп-ции имеет несколько стадий:1)Лагфаза-подготовительная. Наблюдается при внесении Кл-к в свежую среду. В теч-нии лагфазы-индукция ферм-тов для расщепл-я новых субстратов. Длит-ть зав от состава новой среды (> разница м/у новой и старойàдольше подготовительный этап); V внесенного мат-ла (> мат-лаà< подготовит. Этап);качества и возраста к-ры (чем старше, тем >).2)Логфаза- фаза экспоненциального роста. Наблюдается логорифмическая зав-ть числа Кл-ток от времени выращивания: μ=lnx₁*lnx₀/t₁-t₀. Фаза хар-ся постоянной скоростью роста и деления клеток, дл-ть зависит от штамма бактерий и питат. Среды. Вел-на Кл-то и состава макромол-л не меняется (кол-во белка, ДНК, РНК постоянно). Такой рост называется сбалансированным- кол-во С и Е субстрата распределено пропорционально м/у различными комп-тами Кл-к. Сод-ние РНК > по сравн. С ДНК и белком, т.к. скорость синтеза зависит от числа рибосом. Во время перехода к стационарной фазе рост становится несбалансированным. При возрастании биомассы накапл. Пр-ты обмена, исчерпыв-ся источники питания, закисл. Среда, сниж-ся кислородàнеравномерное распред-ние C и Е м/у комп-ми Кл-киà состав Кл-ки меняется. В условиях несбал. Роста пр-дит запас пит. В-в(полиβ-гидроксибутират, гликоген и др.), м.б. отравление пр-ми метаб-маà торм-ние биосинтетич. Пр-сов, потребл-ние питат. Субстратов продолжается. Сод-ние РНК снижается.3) Стационарная фаза-изм-ние числ-ти кл не пр-дит. Отмирание =скорости размножения. Кол-во биомассы в стац. Фазу- урожай. Кол-во урожая зав от состава пит. В-в, условий культив-ния, вида м/о;4) Фаза отмирания- отмирающая культура> чем размнож. Отмирание тоже носит экспоненциальный х-р. Причины гибели: рез-тат совместного действия множества ф-ров-исчерпание С, О, накопл-ние пр-тов метаболизма, воспр-я кворума- воспр. Ацетата. Для E. Colli на синтетич. Минер. Средах накопл-е ацетата-рез-та сбраживания пит. Субстратовàотмирание м/о. Накопл-е ацетата-проблема генной инженерии. Кривая роста-модель. Отражающая рост периодич. Культуры, была предложена Ж. Мано. Проточные к-ры:культуры, выращенные в спец. Культиваторах. Исп-т в промышл-х целях для получения большой биомассы. Исп-т хемо-и-турбидостаты-меняют режим регуляции. Хемостат-культиватор-сосуд с мешалкой. Постоянная скорость перемешиванияàравномерная аэрация. В культиватор подается свежая среда и удаляется часть к-ры. При пост-нии свежей среды-разбавление м/о в культиваторе. Кл-ки интенсивно размножаются за сч. Субстрата. Разбавл-ние уравнивается скоростью деления клеток. Основное условие хемостата-1 из комп-тов пит. Среды в лимитирующей к-цииàфизиол. Состояние культуры в культиваторе-переход к стац. Фазе роста. Турбидостат-комп-ы пит. Среды в избыткеà эксп. Фаза роста. Рег-я числ-ти Кл-к на основе контроля мутности в культиваторе. Устан. Датчики оптич. Плотности. Если фактическая плотность изм. От заданной, автоматич. Изменяется скорость подачи среды в культиватор, плотность поддержив-ся на пост. Уровне. Синхронные к-ры: к-ры, где дел-е Кл происходит одновременно. Способы достиж-я синхронного деления-выдерживание при низких темп-рах;отбор по размеру(посде дел-я Кл миним разме, до дел-максим.;центрифугир-е в градиенте плотности(мелкие-в верхн. Части, крупные-внизу); фильтрация-быктер. Фильтры с заданным размером пор; вынужденное гол-ниеàмол. Кл. стареют.

Методы изучения генетики человека.Наследственные болезни, их распространение в человеческой популяции.Хромосомные болезни.Использование биохимических методов для диагностики наследственных болезней. Клеточные культуры.

Биологический вид Homo sapiens составляет часть биосферы и прдукт ее эволюции.Человек подчиняеться законам наследственной изменчивости.Мы есть нечто иное как продукт наших генов.Генетика человека-это наука о его наследственности и изменчивости.В генетике человека выделяют 3 главных направления:

1. проблема генетической индивидуальности и ее влияние на становление личности человека,развитие склонностей и способностей,индивидуальность реакций на внешние воздейстия.

2. работа генов в организме в процессе индивидуального развития и жизнедеятельности.

3. генетика наследственных болезней,примыкающая к медецинской генетике.