Реферат на тему

Подготовила Удинцова С., 11 «Б»

Введение

В 1892 году русский ботаник И.И.
Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры
и обнаружил удивительное явление — изменение числа ядер в клетке. После
воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом)
он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре
погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом
оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто
наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора
хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с
увеличенным числом хромосом — полиплоидов.

В природе хорошо отлажены
механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала.
Каждая материнская клетка при делении на две дочерние строго распределяет
наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм
образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось
постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать
половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в
два раза числа хромосом, или, как назвали ученые редукционное деление клетки,
при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом.
Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т.е. по одной от каждой
гомологичной пары. Все соматические клетки диплоидны. У них два набора
хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от
отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.

Явление полиплоидии.

Явление изменения числа хромосом
в клетке называют полиплоидией.

Некоторые определения: гаплоидным
(n) набором хромосом называют такой набор, в котором из
каждой пары гомологичных хромосом представлена только одна. Он несет в себе
часть наследственной информации родителей. Совокупность генов в гаплоидном
наборе называют геном. Полиплоидия возникает в следующих случаях:

1.   Неравное
расхождение хромосом к полюсам в анафазе.

2.   Деление
ядра без деления клетки.

3.   Удвоение
хромосом без их разделения в силу того, что центромеры утрачивают свойство
взаимного отталкивания.

Организмы, у которых произошло
умножение целых гаплоидных наборов, называют собственно полиплоидами или
эуплоидами. Полиплоиды, у которых число хромосом не является кратным
гаплоидному, называют гетероплоидами или анеуплоидами. Если организм имел n = 4 хромосомам, 2n
= 8, то тетраплоид имеет 16 хромосом. Если диплоид был гомозиготным, тетраплоид
тоже будет гомозиготой. Если диплоид был гетерозиготным, тетраплоид – тоже
гетерозиготный.

Полиплоидизация может возникать в
результате митоза – это соматическая полиплодия.

Если удвоение геномов происходит
в первом делении зиготы – такая полиплоидия называется мейотической и все
клетки зародыша будут полиплоидными.

Г. Винклер (1916) – впервые
описал полиплоиды томатов и паслена. К настоящему времени установлено, что 1/3
всех покрытосеменных растений являются полиплоидами. Группа родственных видов,
у которых наборы хромосом составляют ряд возрастающего кратного увеличения
числа хромосом, называется полиплоидным рядом. Рассмотрим данную ниже таблицу.

Таблица 1. Полиплоидные ряды у
покрытосеменных растений.

Соматическая полиплоидия
распространена у всех видов, а зиготическая – главным образом у растений. У
животных она встречается у червей (земляных и аскарид), а так же очень редко у
некоторых амфибий. Очень широко распространена частичная полиплоидизация клеток
некоторых тканей. Она свойственна всем изученным классам животных и растений.
Например, у млекопитающих много полиплоидных клеток находят в печени, сердце,
среди пигментных клеток.

Искусственное получение полиплоидов.

Человек давно использует
полиплоидию для выведения высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных
растений. Сначала это делалось бессознательно: просто размножали самые крупные
экземпляры, дающие много зерна или же особенно крупные плоды. С появлением
генетики выяснилось, что такие гиганты – природные полиплоиды и, следовательно,
их отбор – это выделение полиплоидного сорта из предкового, диплоидного вида.
Тогда полиплоиды стали размножать.

Все факторы, влияющие на митоз и
мейоз, могут вызвать полиплоидию: изменение температуры, влияние радиации,
действие наркотиков, механические воздействия – пасынкование, декапитация
(удаление точки роста стебля у растений). Особенно популярным является колхицин
– алкалоид, выделяемый из растения безвременника осеннего – Colchicum autumnale.
Колхицином обрабатывают точки роста растений или инъецируют его животным в
водном растворе.

Колхицин парализует механизм
расхождения хромосом к полюсам, но не препятствует их репродукции.

У растений встречается и другой,
более редкий способ хромосомного видообразования — путем гибридизации с
последующей полиплоидией. Близкородственные виды часто различаются своими
хромосомными наборами, и гибриды между ними получаются бесплодными вследствие
нарушения процесса созревания половых клеток. Гибридные растения, тем не менее,
могут существовать довольно продолжительное время, размножаясь вегетативно.
Мутация полиплоидии «возвращает» гибридам способность к половому размножению.
Именно таким образом — путем гибридизации терна и алычи с последующей
полиплоидией — возникла культурная слива.

Полиплоидия используется
селекционерами с целью получения межвидовых гибридов и их закрепления. Не
секрет, что это этот метод очень перспективен: у растений полиплоиды обладают
большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Эти
растения лучше приспосабливаются и чаще выживают. Многие культуры представляют
собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной
гречихи, сахарной свеклы.

Использованная
литература

1.       
«Общая
и молекулярная генетика», курс лекций для студентов 3-го курса, И.Ф.
Жимулева, 2001 г.

2.       
Биологический энциклопедический словарь юного биолога, Москва
«Педагогика», 1986 г.