WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |
Министерство сельского хозяйства РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» УТВЕРЖДЕНО протокол № методической комиссии Н.С.Самигуллина, И.Б.Кирина ПРАКТИКУМ ПО ГЕНЕТИКЕ Мичуринск – наукоград РФ 2008 1 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 57.5 (076) ББК 28.04я13 С 17 Рецензенты:

академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. И. Савельев (директор ВНИИГиСПР);

доктор сельскохозяйственных наук, профессор МГПИ А.В. Верзилин;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент М.И. Соломатин (кафедра овощеводства МичГАУ) Самигуллина Н.С.

Практикум по генетике:Учебное пособие. /Н.С. Самигуллина, И.Б. Кирина – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2007. – с.

В практикуме последовательно, в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта изложены методики работы с микроскопом в цитогенетических работах; методики приготовления постоянных, временных препаратов с учетом возможностей по объему часов и необходимых материалов, оборудования. Для практического освоения закономерностей наследования, основ молекулярной, популяционной генетики; методов генетики позволяющих создавать новые сорта и гибриды по каждой теме рекомендуются задачи, в которые введены вопросы с элементами проблемности и УИРС. Для систематического контроля и самостоятельной работы предлагаются тесты, дается краткий словарь генетических терминов.

Практикум рекомендуется для преподавателей, аспирантов, студентов высших учебных заведений по агрономическим специальностям.

©Издательство Мичуринского государственного аграрного университета, 2008 2 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Содержание Введение Раздел I. Цитологические основы наследственности Тема 1. Особенности техники микроскопирования в цитогенетиче- ских исследованиях. Работа с микроскопом и вспомогательными к нему приборами Тема 2. Методика приготовления постоянных микротомных препа- ратов Тема 3. Самостоятельная работа по составлению календарного пла- на приготовления постоянных препаратов Тема 4. Методика приготовления временных «давленных» препара- тов 4.1. Деление клеток (митоз, мейоз) 4.2. Микроспорогенез, макроспорогенез. Гаметогенез.

Тема 5. Опыление, оплодотворение Тема 6. Определение жизнеспособности пыльцы и ее фертильности Тема 7. Люминисцентный метод определения жизнеспособности пыльцы Раздел II. Закономерности наследования признаков при внут- ривидовой гибридизации Тема 1. Решение задач на моногибридное скрещивание Тема 2. Решение задач на дигибридное скрещивание Тема 3. Тригибридное скрещивание Тема 4. Понятие о пенентрантности и экспрессивности Тема 5. Генетический анализ гибридного потомства F2 c вычисле- нием критерия Раздел III. Наследование признаков при взаимодействии генов Тема 1. Решение задач на комплементарное и эпистатическое взаи- модействие Тема 2. Решение задач на полимерное взаимодействие генов Раздел IV. Сцепленное наследование признаков Тема 1. Решение задач на полное и неполное сцепление генов (про- стой перекрест) Тема 2. Решение задач на двойной и множественный перекрест.

Составление генетических карт хромосом Тема 3. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Раздел V. Решение задач на молекулярные основы наследст- венности PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Раздел VI. Изменчивость Тема 1. Решение задач на множественный аллелизм Тема 2. Изучение постоянных препаратов хромосомных перестроек и мутаций мухи дрозофилы Тема 3. Решение задач на полиплоидию Тема 4. Решение задач на гетерозис Тема 5. Решение задач на цитоплазматическую мужскую стериль- ность (ЦМС) Раздел VII. Генетические процессы в популяциях Тема 1. Генетическая структура популяций Тема 2. Генетическая динамика популяций. Вычисление коэффици- ента отбора Тесты самоконтроля Тестирование по первому модулю «Цитологические осно- вы наследственности, Менделизм, неоменделизм» Тестирование по второму модулю «Хромосомная теория наследственности» Тестирование по третьему модулю «Молекулярные осно- вы наследственности» Тесты для выходного контроля с целью выявления уров- ня знаний студентов по дисциплине генетика Краткий словарь терминов Список литературы PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ВВЕДЕНИЕ В настоящее время мы вправе генетику определять как – основу современной биологии, так как установленные закономерности наследственности и изменчивости справедливы для всех организмов, а методы генетики приемлемы к любым биологическим исследованиям. Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов.

Наследственность – свойство родительских особей передавать в следующее поколение сходные с родителями признаками и особенности развития.

Изменчивость – это различие между особями одного вида, между потомками и родителями, между потомками одних и тех же родителей. Причиной изменчивости может быть сама наследственность (комбинативная, мутационная), а также окружающая среда. Изменчивость и наследственность неотъемлемое свойство всего живого и представляют диалектическое единство. Элементарной единицей наследственности является ген, который детерминирует (обусловливает) проявление того или иного признака в конкретных условиях окружающей среды.

Действие генов осуществляется по принципу прямой связи ДНК – РНК – белок – признак. Однако признаки в готовом виде не передаются, в следующее поколение, передается только информация о признаке. Признаки формируются в процессе индивидуального развития (в онтогеннезе) и под влиянием окружающей среды. Наследование признаков может быть независимым, если гены, обуславливающие эти признаки, находятся в разных хромосомах; сцепленным, т.е. наследуются вместе, а гены, обуславливающие эти признаки, находятся в одной хромосоме.



Современная генетика значительно расширила свои границы и разделилась на ряд специализированных областей, изучение которых представляет большие сложности и требует совершенствования учебников и учебных пособий. В настоящее время назрела необходимость в издании практикума по генетике для агрономических специальностей, т.к. после последних изданий прошло более двух десятков лет, а совершенствование преподавания требует нового подхода к проведению лабораторных, практических занятий; усилению роли самостоятельной работы и систематическому контролю ее. Однако, учитывая ограниченность времени отведенным учебным планом, слабым оснащением материалами и оборудованием биологических дисциплин, опыт преподавания курса генетики в МичГАУ, в представленном практикуме даются методические рекомендации по проведению лабораторных, практических и самостоятельных работ. Дается теоретическое обоснование темы, разбираются примеры решения задач по каждому разделу генетики. Приведенные задачи построены так, чтобы у студента вызвать интерес к самостоятельному их решению, в задачи вклюPDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com чены элементы проблемных ситуаций, для разрешения которых необходим достаточный уровень теоретических знаний и логическое мышление. Для самостоятельной работы, систематического контроля, проведения экспресс опросов во время занятий, приводятся тесты; дается словарь основных специальных терминов. Практикум предназначен для студентов ВУЗов агрономических специальностей.

При составлении практикума нами были заимствованы рисунки, схемы, задачи из учебных пособий авторов: Татаринцев А.С, 1971; Гуляев Г.В., 1980; Инге-Вечтомов, 1989; Паушева З.П., 1988; Крестьянинов В.Ю., Вайнер Г.В., 1998; Палеева Н.Г., 1993; Абрамова З.В., 1995; Долгодворова Л.В., Иванова С.В. и др., 1996; Гуляев Г.В., Ващенко Т.Г., Павлюк Н.Т. и др., 2004;

Авторы практикума выражают глубокую признательность рецензентам за сделанные замечания, а также сотруднику кафедры биологии растений и селекции плодовых культур Ковалевич Е.В. за творческий подход при техническом оформлении рукописи.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Раздел I. ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ Тема 1. Ознакомление с особенностями техники микроскопирования в цитогенетических исследованиях. Работа с микроскопом и дополнительными приборами к нему Изучение генетики, селекции на современном этапе невозможно без знания основ цитологии.

Цитология – это биологическая наука, изучающая строение, функции, рост, развитие и жизнедеятельность клетки в целом и ее основных компонентов в отдельности.

В настоящее время знания о клетке в значительной степени расширились и углубились, поэтому и цитология представляет собой многогранную науку, позволяющую разрешать важнейшие проблемы биологии (строения клетки и ее отдельных компонентов, функций клетки и ее структур, обмена веществ; наиболее важная проблема – это изучение наследственности, проблема изменения клетки под влиянием внешних факторов, онтогенеза и филогенеза клетки и другие).

Знание цитологических методов позволяют успешнее разрешать вопросы изучения комбинативной изменчивости, полиплоидов, отличить истинный гибрид от химеры, установить степень и дозу влияния физических и химических мутагенов на возникновение полезных мутаций, способствует решению многих других важных задач, связанных с изучением таких дисциплин, как генетика и селекция.

Так как основным предметом цитологии является клетка, представляющая собой микроскопическую величину, а ее многие органеллы относятся к субмикроскопическим величинам, основным методом ее изучения является оптическая и электронная микроскопия. Метод оптической микроскопии является самым старым, но до сих пор не потерявшим своего значения и применения. Без микроскопов немыслимо изучить цитологические и эмбриологические объекты.

В настоящее время в нашей стране производятся первоклассные, отвечающие требованиям мировых стандартов различные типы и марки современных микроскопов.

Наиболее распространенные из них:

1. Рабочий биологический микроскоп МБР–2. Биологический дорожный микроскоп МБД 3. Биологические микроскопы МБИ-3, МБР-3, Биолам (рис. 1,2) 4. Универсальные биологические исследовательские микроскопы МБИ-6, МБИ-11, МБИ-15 (рис. 5) и др.

5. Стереоскопический микроскоп МБС-1 (рис. 6) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 6. Люминисцентный микроскоп УЭМВ-100Б и многие другие световые микроскопы.

7. Электронный микроскоп.

Все микроскопы, предназначенные для изучения прозрачных препаратов в проходящем свете, называются биологическими.

В настоящее время в учебных, научно-исследовательских учреждениях широко применяются микроскопы и оптические системы компании Carl Zeiss.

Рис 2. Микроскоп «Биолам Р»:

1 - основание; 2 - коробка с механизмом микрометрической фокусировки;

3- рукоятка микрометрической фокусировки; 4 - рукоятка макрометрической фокусировки; 5 - стопорный винт; 6 - центрировочный винт; 7 - туРис 1. Микроскоп МБР-3:

бусодержатель; 8 - головка: 9 - моно1 - рукоятка грубой фокусировки; 2 - тубусокулярная насадка; 10 - винт насадки;





держатель; 3 - окуляр; 4 - бинокулярный ту11 - винт револьвера; 12 - револьвер;

бус; 5 - револьвер; 6 - объектив; 7 - предмет13 - предметный столик; 14 - винт ный столик; 8 - препаратоводитель; 9 - конконденсора; 15-16 – корпус конденсоденсор; 10 - зеркало; 11 - основание штатива;

ра; 17 - откидная линза в оправе;

12 - рукоятка точной фокусировки.

18 - рукоятка конденсора; 19 - зеркало.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Рис. 3. Микроскоп сравнения МС-51:

1 - основание; 2 - кронштейн с тубусом;

3- микрофотонасадка с визирной трубкой;

Рис 4. Микроскоп МББ-1:

4 - револьверы с объективами; 5 - предмет1 - основание; 2 – рукоятка точной фоные столики; 6- осветители. По Л. А. Федину.

кусировки; 3 – осветитель; 4 – рукоятка грубой фокусировки; 5 – тубусодержатель; 6 – бинокулярная насадка;

7 – рукоятка препаратоводитель;

8 – трансформатор.

Рис. 5. Микроскоп МБИ-15.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Рис. 6. Стереоскопический микроскоп МБС-1:

1 - основание; 2 – стойка; 3 - рукоятка переключения увеличения; 4 – рукоятка фокусировки; 5 – бинокулярный тубус с окулярами; 6 – оптическая головка; 7 – объектив;

8 – осветитель; 9 – трансформатор.

Наиболее распространенный и широко применяющийся в учебных и производственных лабораториях микроскоп МБР-1А; он, как и всякий другой, состоит из трех систем: 1)осветительной, куда входят источник света, двухстороннее зеркало, конденсор с ирисовой апертурной диафрагмой, рамочка для светофильтра;

2) наблюдательной, состоящей: из объективов, призмы, находящейся в головке тубусодержателя, и окуляра;

3) механической, включающей все механизмы регулировок микроскопа, основание микроскопа, тубусодержатель, головку тубусодержателя, тубус, револьвер, с набором объективов, предметный столик, макро- и микровинты.

Наиболее важной оптической частью микроскопа являются объективы, от качества которых зависит изображение объекта. Недостатки линз (аберрации) приводят к тому, что изображение может быть окрашенным, размазанным, искривленным.

Различают:

1. Сферическую абберацию, при которой изображение точки передается в виде кружка рассеяния.

2. Астигматизм, при котором кружки рассеяния имеют не круглую, а эллипсоидную форму.

3. Кома – нарушение симметрии светового луча. В изображении точки наблюдается односторонняя деформация.

4. Кривизна поля зрения не позволяет одновременно видеть резко центр и края поля зрения.

5. Дисторсия – нарушение подобия между объектом и его изображением.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com В зависимости от аберраций различают оптику:

а) свободную от астигматизма, т.е. анастигматическую;

б) апланатическую (лишенную комы и сферической аберрации);

в) ортоскопическую (без дисторсии).

Различают два вида несовпадений: хроматизм положения и хроматизм увеличения.

Хроматизм положения наблюдается тогда, когда изображения различных цветов располагаются на неодинаковом расстоянии от оптической системы. Хроматизм увеличения, когда изображения различных цветов находятся в одной плоскости, но имеют неодинаковые размеры.

Хроматизм положения может быть исправлен объективами: ахроматическими, когда удается получить изображение 2-х цветов в одной плоскости, при апохроматических объективах в одной плоскости находятся изображения трех цветов. В зависимости от того, в какой степени исправлены аберрации, различают следующие объективы: ахроматы, апохроматы, планахроматы, планапохроматы.

Объективы ахроматы имеют исправленную сферическую аберрацию, кома и хроматизм положения для 2-х длин волн (у микроскопов МБР-1, МБР-3).

Объективы апохроматы – исправлены аберрации для 3-х длин волн.

Эти объективы входят в комплект исследовательских микроскопов МБИ-3, МБИ-6, МБИ-15 и др.

У объективов ахроматов и апохроматов не устранен полностью такой недостаток, как кривизна изображения. Для исправления этих недостатков созданы объективы с плоским полем зрения – планахроматы и планапохроматы.

Таким образом, по конструкции объективы бывают: ахромат, планахромат, апохромат, планапохромат. Существуют и другие, которые применяются в специализированных микроскопах.

По использованию все объективы делятся на сухие и мокрые, или иммерсионные. Иммерсионные объективы могут быть с водной иммерсией и обозначаются ВИ, масляной иммерсией и обозначаются как МИ, глицериновой - ГИ. На оправе иммерсионных объективов имеются канавки, окрашенные в зависимости от вида иммерсии: чёрная канавка – масляная, белая – водная и желтая - глицериновая.

При работе с иммерсионными объективами необходимо помнить, что иммерсионная жидкость (вода, масло, глицерин) должна наноситься как на изучаемый препарат (покровное стекло), а также между нижней стороной предметного стекла и фронтальной линзой конденсора. В этом случае обеспечивается полное использование разрешающей способности микроскопа и достигается необходимая контрастность изображения.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Светособирательную силу объектива характеризует числовая или нумерическая апертура, которая зависит от показателя преломления среды, находящейся между фронтальной линзой объектива и покровным стеклом, и величины угла, расположенного между оптической осью объектива и крайнего выхода лучей из объектива, и определяется по формуле:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.