поліплоїдії

Біологія

Зміст

Вступ 3

I. Форми мінливості 4

II. Роль поліплодіі у видоутворенні 7

III. Значення поліплоїдії в селекції рослин 9

Висновок 11

Список літератури 12

Введення

У 1892 році російський ботанік І.І. Герасимов досліджував впливтемператури на клітини зеленої водорості спірогира і виявив дивнеявище - зміна числа ядер в клітині. Після впливу низькоїтемпературою або снодійним (хлороформом і хлоралгідрату) він спостерігавпоява клітин без ядер, а також з двома ядрами. Перші незабаром гинули,а клітини з двома ядрами успішно ділилися. При підрахунку хромосом виявилося,що їх удвічі більше, ніж у звичайних клітинах. Так було відкрито спадковезміна, пов'язане з мутацією генотипу, тобто всього набору хромосом вклітині. Воно отримало назву поліплоїдії, а організми зі збільшеним числомхромосом - поліплоїдії.

У природі добре налагоджені механізми, що забезпечують збереженнясталості генетичного матеріалу. Кожна материнська клітина при розподіліна два дочірній суворо розподіляє спадкове речовина порівну. Пристатевому розмноженні новий організм утворюється в результаті злиття чоловічоїі жіночої гамети. Щоб збереглося сталість хромосом у батьків іпотомства, кожна гамета повинна містити половину числа хромосом звичайноїклітини. І справді, відбувається зменшення в два рази числа хромосом,або, но назвали вчені редукційний розподіл клітини, при якому в кожнугамет потрапляє лише одна з двох гомологічних хромосом. Отже, гаметамістить гаплоїдний набір хромосом - тобто по одній від кожної гомологічноюпари. Всі соматичні клітини діпловдни. У них два набори хромосом, зяких одна надійшов від материнського організму, а інший від батькового.
Поліплоїдії успішно використовується в селекції.

I. Форми мінливості

Порівняльна характеристика форм мінливості

Мінливість - це виникнення індивідуальних розходжень. На основімінливості організмів з'являється генетичну різноманітність форм, яків результаті дії природного добору перетворяться в нові підвиди івиди. Розрізняють мінливість модифікаційних, або фенотипическую, імутаційні, або генотипів.

поліплоїдії відноситься до генотипічну мінливості.

генотипічну мінливість підрозділяється на мутаційні ікомбінатівную. Мутаціями називаються стрибкоподібні і стійкі зміниодиниць спадковості - генів, що тягнуть за собою зміни спадковихознак. Термін "мутація" був вперше введений де Фриз. Мутаціїобов'язково викликають зміни генотипу, які успадковуються потомством іне пов'язані з схрещуванням і рекомбінацією генів.

Мутації за характером прояву бувають домінантними і рецесивними.
Мутації нерідко знижують життєздатність або плодючість. Мутації, що різкознижують життєздатність, частково або повністю зупиняютьрозвиток, називають полулетальнимі а несумісні з життям - летальними.
Мутації поділяють за місцем їх виникнення. Мутація, що виникла встатевих клітинах, не впливає на ознаки даного організму, а виявляєтьсятільки в наступному поколінні. Такі мутації називають генеративних. Якщозмінюються гени в соматичних клітинах, такі мутації виявляються у даногоорганізму і не передаються потомству при статевому розмноженні. Але прибезстатевому розмноженні, якщо організм розвивається з клітини або групиклітин, які мають змінився - мутований - ген, мутації можутьпередаватися потомству. Такі мутації називають соматичними.

Мутації класифікують за рівнем їх виникнення. Існують хромосомні ігенні мутації. До мутацій відноситься також зміна каріотипу (зміначисла хромосом).

поліплоїдії - збільшення числа хромосом, кратне гаплоїдном набору. УВідповідно до цього у рослин розрізняють Триплоїд (3n), тетраплоїдів (4n) іт. д. У рослинництві відомо більше 500 поліплоїдії (цукровий буряк,виноград, гречка, м'ята, редиска, цибуля та ін.) Всі вони виділяються великийвегетативної масою і мають велику господарську цінність.

Велике різноманіття поліплоїдії спостерігається в квітникарстві: якщо однавихідна форма в гаплоїдном наборі мала 9 хромосом, то культивованірослини цього виду можуть мати 18, 36, 54 і до 198 хромосом. Поліплоїдіїпблучают в результаті впливу на рослини температури, іонізуючоїрадіації, хімічних речовин (колхіцин), які руйнують веретено діленняклітини. У таких рослин гамети диплоїдні, а при злитті з гаплоїднийстатевими клітинами партнера в зиготі виникає тріплоідний набір хромосом
(2n + n = Зn). Такі Триплоїд не утворюють насіння, вони безплідні, алевисоковрожайних. Парні поліплоїдії утворюють насіння.

II. Роль поліплодіі у видоутворенні

У рослин нові види досить легко можуть утворюватися за допомогоюполіплоїдії - мутації подвоєння хромосом. Виникла таким чином новаформа буде репродуктивно ізольована від батьківського виду, але завдякисамозапліднення зможе залишити потомство. Для тварин такий спосібвидоутворення нездійсненний, тому що вони не здатні до самозапліднення.
Серед рослин є чимало прикладів близькоспоріднених видів, що відрізняютьсяодин від одного кратним числом хромосом, що вказує на їх походженняшляхом поліплоїдії. Так, у картоплі, є види з числом хромосом, рівним
12, 24, 48 і 72; у пшениць - з 14, 28 і 42 хромосомами.

поліплоїдії звичайно стійкі до несприятливих дій, і векстремальних умовах природний добір буде сприяти їхвиникнення. Так, на Шпіцбергені і Нової Землі близько 80% видів вищихрослин представлені поліплоїдні формами.

У рослин зустрічається й інший, більш рідкісний спосіб хромосомноговидоутворення - шляхом гібридизації з наступним поліплоїдії.
Близькоспоріднені види часто різняться своїми хромосомними наборами, ігібриди між ними виходять безплідними внаслідок порушення процесудозрівання статевих клітин. Гібридні рослини, тим не менш, можутьіснувати досить тривалий час, розмножуючись вегетативно.
Мутація поліплоїдії «повертає» гібридів здатність до статевогорозмноження. Саме в такий спосіб - шляхом гібридизації терну і аличі зподальшої поліплоїдії - виникла культурна зливу (див. рис.)

III. Значення поліплоїдії в селекції рослин

Багато культурні рослини поліплоїдні, тобто містять більше двохгаплоїдний набір хромосом. Серед поліплоїдії виявляються багато основнихпродовольчі культури, пшениця, картопля, онес. Оскільки деякіполіплоїдії володіють великою стійкістю до дії несприятливихфакторів і хорошою врожайністю, їх використання та селекції виправдано.

Існують методи, що дозволяють отримувати експериментально поліплоїдіїрослини. За останні роки з їх допомогою створені поліплоїдні сорти жита,гречки, цукрових буряків.

Вперше вітчизняний генетик Г. Д. Карпеченко в 1924 р. на основіполіплоїдії подолав безпліддя і створив капустяно-редечний гібрид Капуста іредька в диплоїдної наборі мають по 18 хромосом (2п = 18), Відповідноїх гамети несуть по 9 хромосом (гаплоїдний набір). Гібрид капусти та редькимає 18 хромосом. Хромосомний набір складається з 9 «капустяних;» і 9
«Редечних» хромосом. Цей гібрид безплідний, так як хромосоми капусти іредьки не кон'югуються, тому процес утворення гамет не може протікатинормально, В результаті подвоєння числа хромосом в безплідному гібридвиявилися два повних (диплоїдних) набору хромосом редьки та капусти (36).
Внаслідок цього виникли нормальні умови для мейозу: хромосоми капустиі редьки відповідно кон'югнровалі між собою. Кожна гамета несла поодному гаплоїдном набору редьки і капусти (9 + 9 = 18). У зиготі зновувиявилося 36 хромосом; гібрид став плідним.

М'яка пшениця - природний поліплоїдії, що складається з шести гаплоїднийнаборів хромосом споріднених видів злаків. У процесі її виникненнявіддалена гібридизація і поліплоїдії грали; важливу роль.

Методом поліплоідізацні вітчизняні селекціонери створили раніше незустрічається в природі житньо-пшеничне форму - тритикале. Створеннятритикале - нового виду зернових, що володіє видатними якостями, - однез найбільших досягнень селекції. Він був виведений завдяки об'єднаннюхромосомних комплексів двох різних родів - пшениці та жита. Тритикале поврожайності, поживної цінності та іншим якостям перевершує обохбатьків. По стійкості до несприятливих грунтово-кліматичнихумов і найбільш небезпечним хворобам вона перевершує пшеницю, не поступаючисьжита.

Ця робота, безсумнівно, відноситься до числа блискучих досягненьсучасної біології.

В даний час генетики і селекціонери створюють все нові формизлаків, плодових та інших культур з використанням поліплоїдії.

Висновок

поліплоїдії (від грец. polyploos - багаторазовий і eidos - вид) --спадкове зміна, що полягає у кратному збільшенні числа наборівхромосом у клітинах організму. Широко поширена у рослин (більшістькультурних рослин - поліплоїдії. Поліплоїдії може бути викликанаштучно (наприклад, алкалоїдів колхіцином). У багатьох поліплоїдні формрослин більш великі розміри, підвищений вміст ряду речовин,відмінні від вихідних форм терміни цвітіння і плодоношення. На основіполіплоїдії створені високоврожайні сорти сільськогосподарських рослин
(напр., цукрового буряка).

Список літератури

1. Біологічна енциклопедія./Укладач С.Т. Ісмаїлова. -

М.: Аванта +, 1996.
2. Богданова Т.Л. Біологія. Посібник для вступників до ВНЗ. - М., 1991.
3. Рузавін Г. І. Концепції сучасного природознавства. - М.: Юнити, 2000.
4. Біологічний енциклопедичний словник. - М.: Радянська енциклопедія,

1989.