Реферат на тему
Підготувала Удінцова С. 11 «Б»
У 1892 році російський ботанік І.І. Герасимов досліджував вплив температури на клітини зеленої водорості спірогира і виявив дивовижне явище - зміна числа ядер в клітині. Після впливу низькою температурою або снодійним (хлороформом і хлоралгідрату) він спостерігав появу 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 в звичайних клітинах. Так було відкрито спадкове зміна, пов'язане з мутацією генотипу, тобто всього набору хромосом в клітині. Воно отримало назву поліплоїдії. а організми зі збільшеним числом хромосом - поліплоїдії.
У природі добре налагоджені механізми, що забезпечують збереження сталості генетичного матеріалу. Кожна материнська клітина при розподілі на дві дочірні суворо розподіляє спадкове речовина порівну. При статевому розмноженні новий організм утворюється в результаті злиття чоловічої і жіночої гамети. Щоб збереглося сталість хромосом у батьків і потомства, кожна гамета повинна містити половину числа хромосом звичайної клітини. І справді, відбувається зменшення в два рази числа хромосом, або, як назвали вчені редукційний розподіл клітини, при якому в кожну гамет потрапляє лише одна з двох гомологічних хромосом. Отже, гамета містить гаплоїдний набір хромосом - тобто по одній від кожної гомологічною пари. Всі соматичні клітини диплоїдні. У них два набори хромосом, з яких одна надійшов від материнського організму, а інший від батькового. Полиплоидия успішно використовується в селекції.
Явище зміни числа хромосом в клітині називають полиплоидией.
Деякі визначення: гаплоїдний (n) набором хромосом називають такий набір, в якому з кожної пари гомологічних хромосом представлена лише одна. Він несе в собі частину спадкової інформації батьків. Сукупність генів в гаплоидном наборі називають геном. Полиплоидия виникає в наступних випадках:
Нерівне розбіжність хромосом до полюсів в анафазе.
Поділ ядра без поділу клітини.
Подвоєння хромосом без їх поділу в силу того, що центромери втрачають властивість взаємного відштовхування.
Організми, у яких відбулося множення цілих гаплоїднийнаборів, називають власне полиплоидами або еуплоідамі. Поліплоїди, у яких число хромосом не є кратним гаплоидному, називають гетероплоїдії або Анеуплоїдія. Якщо організм мав n = 4 хромосомами, 2n = 8, то тетраплоїдів має 16 хромосом. Якщо диплоид був гомозиготних, тетраплоїдів теж буде гомозиготой. Якщо диплоид був гетерозиготних, тетраплоїдів - теж гетерозиготний.
Поліплоїдизація може виникати в результаті мітозу - це соматична полиплодия.
Якщо подвоєння геномів відбувається в першому розподілі зиготи - така полиплоидия називається мейотической і всі клітини зародка будуть поліплоїдні.
Г. Вінклер (1916) - вперше описав поліплоїдії томатів і пасльону. До теперішнього часу встановлено, що 1/3 всіх покритонасінних рослин є полиплоидами. Група споріднених видів, у яких набори хромосом становлять ряд зростаючого кратного збільшення числа хромосом, називається Поліплоїдний поруч. Обговоримо нижче таблицю.
Основне гаплоидное число хромосом.
Таблиця 1. Поліплоїдні ряди у покритонасінних рослин.
Соматична поліплоїдії поширена у всіх видів, а зіготіческая - головним чином у рослин. У тварин вона зустрічається у черв'яків (земляних і аскарид), а так само дуже рідко в деяких амфібій. Дуже широко поширена часткова полиплоидизация клітин деяких тканин. Вона властива всім вивченим класам тварин і рослин. Наприклад, у ссавців багато поліплоїдних клітин знаходять в печінці, серці, серед пігментних клітин.
Штучне отримання поліплоїдії.
Людина давно використовує поліплоїдію для виведення високопродуктивних сортів сільськогосподарських рослин. Спочатку це робилося несвідомо: просто розмножували найкрупніші екземпляри, що дають багато зерна або ж особливо великі плоди. З появою генетики з'ясувалося, що такі гіганти - природні поліплоїди і, отже, їх відбір - це виділення поліплоїдного сорти з предкового, диплоїдного виду. Тоді поліплоїди стали розмножувати.
Всі фактори, що впливають на мітоз і мейоз, можуть викликати поліплоїдію: зміна температури, вплив радіації, дія наркотиків, механічні дії - пасинкування, декапитация (видалення точки росту стебла у рослин). Особливо популярним є колхіцин - алкалоїд, що виділяється з рослини безвременника осіннього - Colchicumautumnale. Колхицином обробляють точки росту рослин або ін'еціруют його тваринам у водному розчині.
Колхицин паралізує механізм розходження хромосом до полюсів, але не перешкоджає їх репродукції.
У рослин зустрічається й інший, більш рідкісний спосіб хромосомного видоутворення - шляхом гібридизації з наступним поліплоїдії. Близькоспоріднені види часто різняться своїми хромосомними наборами, і гібриди між ними виходять безплідними внаслідок порушення процесу дозрівання статевих клітин. Гібридні рослини, тим не менш, можуть існувати досить тривалий час, розмножуючись вегетативно. Мутація поліплоїдії «повертає» гібридам здатність до статевого розмноження. Саме таким чином - шляхом гібридизації терну і аличі з наступним поліплоїдії - виникла культурна зливу.
Полиплоидия використовується селекціонерами з метою отримання міжвидових гібридів і їх закріплення. Не секрет, що це цей метод дуже перспективний: у рослин поліплоїдії володіють більшою масою вегетативних органів, мають більші плоди і насіння. Ці рослини краще пристосовуються і частіше виживають. Багато культур є природними поліплоїди: пшениця, картопля, виведені сорти поліплоїдні гречки, цукрових буряків.
Біологічний енциклопедичний словник юного біолога, Москва «Педагогіка», 1986 р