Экологическая генетика

Интенсивное загрязнение биосферы Земли физическими (ионизирующая радиация, электромагнитные поля промышленных частот и радиодиапазона) и химическими мутагенами выдвигает проблему контроля генетического груза в популяциях различных видов организмов и человека на первый план.

3. Проблемы оценки влияния загрязнителей биосферы на наследственность человека

Антропогенные экосистемы в настоящее время загрязнены очень сильно. В этих условиях каждое последующее поколение организмов будет подвергаться действию комплекса мутагенных факторов. Подобные ситуации уже существуют во многих регионах. В связи с этим встаёт задача исследования популяционной динамики мутационного процесса на протяжении нескольких поколений, подверженных действию мутагенов различной интенсивности. Представляет интерес выполнение таких исследований, как в экспериментальных, так и в природных популяциях. Разные виды живых организмов значительно различаются популяционной структурой, системами размножения степенью внутри- и межпопуляционной панмиксности. Все эти биологические особенности могут играть определённую роль в изменении темпов мутационного процесса на фоне загрязнения природной среды мутагенами или иных форм антропогенного воздействия. Систематические исследования в этом направлении пока отсутствуют. Их проведение позволило бы более корректно прогнозировать отдалённые последствия хронического воздействия мутагенов.

Поразительное разнообразие живых организмов обитающих на Земле хорошо известно. В условиях всё усиливающегося антропогенного воздействия на биоту очень остро встает задача изучения чувствительности к мутагенам организмов, принадлежащих к различным систематическим группам. Важно выяснить - как реагируют организмы разного уровня организации на одинаковые уровни загрязнения среды. Уже получены доказательства того, что один и тот же загрязнитель (или комплекс загрязнителей) более опасны для организмов одной систематической группы и менее опасны для другой. Знание этих особенностей откроет возможность использования их в прикладном плане - для организации защиты наиболее уязвимых систематических групп организмов от воздействия химического загрязнения. Несмотря на то, что приоритетной задачей генетического мониторинга является охрана генофонда человечества, сохранение генетического разнообразия всех других организмов - это условие полноценного существования людей в будущем. Рассматривая задачи генетического мониторинга с этой точки зрения, необходимо учесть, что чувствительность некоторых видов организмов к мутагенам значительно выше таковой у человека. Поэтому регламенты предельных концентраций мутагенов, установленные для человека, могут оказаться чрезвычайно высокими для других видов организмов. Если это будет доказано экспериментально, потребуется, вероятно, пересмотр установленных регламентов.

В настоящее время известны вещества, обладающие сильными токсическими свойствами, но являющиеся слабыми мутагенами. В месте с тем. существуют вещества, не проявляющие токсических свойств, но являющиеся сильными мутагенами. Такие вещества должны стать важным объектом генетического мониторинга, т.к. только их мутагенные свойства станут фактором, регламентирующим их концентрации в различных объектах ОС.

Как уже указывалось, в биосфере Земли циркулирует огромное количество синтетических ксенобиотиков. Химический анализ и разделение этих, подчас очень сложных смесей, практически невозможны. Однако, оценка опасности загрязнения среды необходима. Для этих целей может быть применен анализ суммарной мутагенной опасности различных объектов ОС: воды, воздуха, почвы, пищевых продуктов. Проведение обширных исследований суммарной мутагенной опасности воздуха, воды, почвы из различных районов области позволит оценить степень генетического риска обитания в этих районах.

В условиях интенсивного техногенного воздействия на биоту актуальным становится разработка методических приёмов и критериев, позволяющих эффективно выявлять отрицательное влияние этих процессов на генофонд свободноживущих микроорганизмов, растений и животных. В связи с этим, наряду с использованием лабораторных генетических тест-систем, необходимо разработать систему мониторинга генетических процессов в диких популяциях модельных видов организмов, среда обитания которых может быть в различной степени загрязнена мутагенами. Целесообразно, чтобы эти организмы принадлежали к различным классам или даже типам животных и растений. Обязательным компонентом системы генетического мониторинга ОС должен стать мониторинг гидробиоитов - как позвоночных, так и беспозвоночных. Необходимо, чтобы выбранные модельные виды могли быть использованы как для локального, так и для регионального мониторинга. Генетический мониторинг, как и все другие формы биомониторинга, имеет один общий принцип: все расчёты базируются на сравнении полученных величин с информацией о фоновом уровне отклика биоты на воздействие. Для этого необходимы генетические исследования популяций растений, животных и человека, не испытывающих (или испытывающих очень слабые) антропогенные воздействия. Эта информация должна накапливаться годами. Только в этом случае могут быть даны правильные оценки ситуации и прогноз состояния биоты на будущее. Один из важнейших вопросов, который необходимо решить в процессе генетического мониторинга заключается в следующем: ведёт ли загрязнение ОС к увеличению темпов мутационного процесса в популяциях.

Отрицательные последствия длительного проживания людей в условиях хронического воздействия токсичных и мутагенных веществ уже сказывается на здоровье населения. Естественно, прежде всего страдают люди с высокой чувствительностью к токсикантам и мутагенам и именно они становятся первыми жертвами хронических интоксикаций, онкологических и наследственных заболеваний. Неодинаковая реакция на химические мутагены ставит задачу поиска методов определения индивидуальной чувствительности людей к действию мутагенов. Разработка таких методов позволит более квалифицированно решать проблемы профессионального отбора людей на предприятия с высоким уровнем мутагенов в производственной среде. Постоянный рост числа и концентраций техногенных мутагенов в ОС требует поиска методов управления мутационным процессом и защиты наследственности организмов от воздействия мутагенов. Это особенно важно для групп людей с повышенным профессиональным риском наследственных заболеваний.

Получение сведений о динамике врождённых нарушений развития в популяциях человека вместе с данными по загрязнению среды мутагенами и данными о генетических последствиях этих загрязнений для диких организмов позволит достаточно эффективно прогнозировать возможные отдалённые последствия загрязнения ОС различных регионов. Совершенно очевидно, что систематизация и причинно-следственный анализ всей получаемой информации с её привязкой к конкретной территории потребует достаточно сложной статистической обработки. Это в настоящее время позволяют выполнять различные ГИС. При этом только системный подход, включающий картирование концентраций ксенобиотиков, системы экотоксикологического и генетического мониторинга, имитационное и математическое моделирование и, основанное на этих подходах научное прогнозирование, позволит адекватно оценивать уровень антропогенного воздействия на биоту и принимать необходимые профилактические меры.

План практического занятия

1. Принцип дифференциации мутационного и сегрегационного груза

2. Популяции человека как объект генетического исследования в связи с состоянием окружающей среды

3. Проблемы оценки влияния загрязнителей биосферы на наследственность человека

Основная литература: 1 - 10 ( по списку основной литературы)

Дополнительная литература: 1 - 13 ( по списку дополнительной литературы)

2.3 Методические указания к занятиям в рамках самостоятельной работы студентов

Задания СРС выполняются вне аудитории без участия преподавателя. Основная задача СРС - подготовка к лабораторным занятиям и лекциям. На лабораторное занятие выносятся основные вопросы темы. Тематический план лабораторного занятия, перечень основной и дополнительной литературы, методические советы к темам лабораторных занятий отвечают на вопросы, что и как надо делать. Внимательно изучив методические советы к темам лабораторных занятий, самостоятельно подготовьте ответы на вопросы тематического плана лабораторного занятия. В ходе подготовки каждого вопроса кратко, схематично фиксируйте основные положения, формулировки в тетрадь для СРС. После завершения подготовки проверьте свои знания при помощи вопросов самопроверки. Вопросы, которые не смогли самостоятельно выяснить, запишите и задайте преподавателю на лекции или в процессе СРСП. Задания СРС должны выполняться до лекции. А на лекции знания, полученные самостоятельно, должны углубляться и расширяться. Однако объем вопросов, выносимых на лабораторное занятие, не охватывает полное содержание темы. Поэтому необходима дальнейшая работа студента по углублению и расширению своих знаний. Это осуществляется в процессе СРСП. Поэтому в СРСП выносятся дополнительные вопросы, задачи, упражнения и т.д., при помощи которых полностью раскрывается содержание темы.

№	Темы занятия	Задание СРС	Реком. Лит-ра	Форма Контроля на СРСП	нед. срока сдачи
1	Введение в экологическую генетику. Генетические подходы в экогенетике.	Сделать конспект	1-10 из списка	устный опрос	2
2	Изменчивость организмов	Составить схему	То же	тестирование	4
3	Мутационная изменчивость	конспект	То же	опрос	6
4	Зависимость проявления действия генов от среды	кроссворд	То же	тест-ие	8
5	Генетика устойчивости к факторам среды	конспект	То же	опрос	10
6	Генетический мониторинг популяций человека и охрана генофонда при действии мутагенов среды	Составить кроссворл	То же	тестирование	12
7	Мутагенез и канцерогенез	Составить тес. вопр.	То же	Тест-ие	14
8	Мониторинг генетических последствий загрязнения окружающей среды	Конспект	То же	Коллоквиум	15

2.4 Методические указания к занятиям в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя

Задания для СРСП прежде всего охватывают те вопросы, которые не включены в планы лабораторных занятий. Поэтому задания, предлагаемые на СРСП, дополняют, углубляют и закрепляют знания, полученные в ходе СРС. В ходе СРСП студенты могут выяснить у преподавателя вопросы, которые возникли у них в процессе подготовки к лабораторным занятиям. Выполнение заданий СРСП обязательно для всех студентов. На СРСП студенты должны приносить с собой учебники, учебно-методические разработки и другие материалы. Наиболее подготовленные студенты, которые в состоянии выполнять задания самостоятельно, могут не посещать СРСП, но задания обязательно должны сдать преподавателю для проверки. Выполнение заданий СРСП поможет студентам лучше подготовиться к семинарским занятиям и лекциям.

№	Темы СРСП	СРСП в часах	Ссылка на учеб. и метод. лит-ру	Другие источ-ники
1	Строение микроскопа. Методы микроскопии (электронная, световая, люминесцентная, фазово-контрастная, микроскопия в томном поле). Правила работы с микроскопом, уход.	1	1-10- из списка осн. лит-ры, 1-13 - из допол-ой
2	Хромосомы. Строение, морфологические типы, кариотип, кариограмма, идиограмма. Химический состав хромосом. Типы хромосом, политенные хромосомы. Спутник, центромера.	1	То же
3	Строение растительной клетки, ДНК, РНК. Функции органоидов клетки, роль в наследственности.	1	То же
4	Строение ядра. Деление клетки. Митоз, амитоз, мейоз. Митотический индекс, способ его расчета.	1	То же
5	Размножение организмов. Генетические системы растений, микро- и макроспорогенез, микро- и макрогаметогенез (симультанный, сукцессивный и промежуточный типы развития микроспор).	1	То же
6	Цитоплазматическая мужская стерильность. Нехромосомные наследования.	1	То же
7	Изменчивость. Мутагенез. Химические и физические мутагены, их применение.	1	То же
8	Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости В.Вавилова. Его применение.	1	То же
9	ДНК и вирусы. Трансдукция. Трансформация. Генетическая роль ДНК.	1	То же
10	Синтез белка. Регуляция биосинтеза. Генетический контроль белкового синтеза. Химические основы наследственности.	1	То же
11	Структура и функции генов. Гибридизация соматических клеток. Генная инженерия. Природа гена.	1	То же
12	Генетические основы онтогенеза. Управление онтогенезом. Экспрессивность и пенетрантность.	1	То же
13	Поведение как приспособление. Проблема наследования приобретенных признаков.	1	То же
14	Отдаленная гибридизация. Бесплодие отдаленных гибридов, его причины и способы преодоления. Инбридинг и гетерозис. Теория гетерозиса. Инцухт-линии.	1	То же
15	Генетические основы эволюции. Дрейф генов. Генетический гомеостаз и полиморфизм популяций.	1	То же
	Итого	15

2.5 Тематика письменных работ по курсу

1. Строение микроскопа. Методы микроскопии (электронная, световая, люминесцентная, фазово-контрастная, микроскопия в томном поле). Правила работы с микроскопом, уход.

2. Хромосомы. Строение, морфологические типы, кариотип, кариограмма, идиограмма.

3. Химический состав хромосом. Типы хромосом, политенные хромосомы. Спутник, центромера.

4. Строение растительной и животной клетки. ДНК, РНК. Функции органоидов клетки, роль в наследственности.

5. Строение ядра. Деление клетки. Митоз, амитоз, мейоз.

6. Размножение организмов. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений. Нарушения двойного оплодотворения.

7. Типы опыления.

8. Цитоплазматическая мужская стерильность. Нехромосомные наследования.

9. Изменчивость. Мутагенез. Химические и физические мутагены, их применение.

10. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости В.Вавилова.

11. ДНК и вирусы. Трансдукция. Трансформация. Генетическая роль ДНК.

12. Синтез белка. Регуляция биосинтеза. Генетический контроль белкового синтеза. Химические основы наследственности.

13. Структура и функции генов. Гибридизация соматических клеток. 14. Генетические основы онтогенеза. Управление онтогенезом. Экспрессивность и пенетрантность.

15. Поведение как приспособление. Проблема наследования приобретенных признаков.

16. Отдаленная гибридизация. Бесплодие отдаленных гибридов, его причины и способы преодоления.

17. Инбридинг и гетерозис. Теория гетерозиса. Инцухт-линии.

18. Генетические основы эволюции. Дрейф генов.

19. Влияние условий онтогенеза на формирование организмов. Микроклональное размножение растений.

20. Менделизм. Гибридологический анализ, его значение для селекции организмов.

21. Хромосомная теория наследственности. Кроссинговер и его механизм.

22. Неаллельное взаимодействие генов. Типы неаллельного взаимодействия генов

23. Транскрипция, трансляция, генетичесикй код.

24. Генетика популяций. Закон Харди-Вайнберга.

25. Генетико-автоматические процессы.

26. Генетический гомеостаз и полиморфизм популяций.

27. Генная инженерия. Природа гена.

28. Генетические системы растений, микро- и макроспорогенез, микро- и макрогаметогенез (симультанный, сукцессивный и промежуточный типы развития микроспор).

29. Митотический индекс, способ его расчета.

30. История развития генетики.

31. Вклад ученых в развитие генетики как науки.

32. Связь генетики с другими науками.

33. Определение и развитие пола.

34. Наследование признаков, сцепленных с полом.

2.6 Перечень контрольных вопросов к итоговому контролю

1. Предмет и задачи курса "Экологическая генетика".

2. Пищевые цепи и пищевые сети экосистемы.

3. Молекулярные болезни человека.

4. Генетический контроль устойчивости организмов к факторам окружающей среды.

5. Канцерогенез.

6. Генетические подходы в экологической генетике.

7. Наследственно-обусловленные вариации ответов на лекарства.

8. Загрязнение атмосферы. Примеры мутаций, обуславливающих реакцию на загрязнение атмосферы.

9. Антропогенные факторы загрязнения среды.

10. Мутагенез.

11. Пути уменьшения генетической опасности.

12. Типы экологических отношений. Примеры.

13. Генетические подходы в экологической генетике.

14. Радиационный и химический мутагенез.

15. Экогенетическое действие факторов внешней среды.

16. Тест-системы и системы тестов в генетической токсикологии.

17. Биологические факторы как генетически активные факторы среды..

18. Генетический контроль синэкологических отношений в экосистеме.

19. Генетическая токсикология, ее связь с экологической генетикой.

20. Индуцированный мутагенез при действии мутагенов среды.

21. Эколого-генетические модели.

22. Физические факторы и отравления металлами.

23. Антимутагенез.

24. Генетическая колонизация.

25. Химические факторы - как генетически активные факторы среды. 3. Пищевые вещества и пищевые добавки. Примеры реакции у генетически чувствительных индивидов.

26. Пищевые вещества и пищевые добавки. Примеры реакции у генетически чувствительных индивидов.

27. Физические факторы как генетически активные факторы среды.

28. Генетический контроль аутэкологических отношений.

29. Примеры мониторинга в природных популяциях.

30. Виды изменчивости

31. Причины возникновения новых признаков организмов

32. Виды мутаций. Классификация

33. Интенсивность проявления мутаций

34. Экогенетическое действие факторов внешней среды

35. Наследственно-обусловленные патологические реакции на действие внешних факторов

36. Загрязнение атмосферы и гены

37. Чувствительность к биологическим агентам

38. Принцип дифференциации мутационного и сегрегационного груза

39. Популяции человека как объект генетического исследования в связи с состоянием окружающей среды

40. Проблемы оценки влияния загрязнителей биосферы на наследственность человека

2.7 Глоссарий

Автогамия - самоопыление, попадание пыльцы на рыльце пестика своего же цветка.

Автогенез - ошибочное направление эволюционной теории, рассматривающее эволюцию как результат действия внутренних сил самого организма вне зависимости от условий внешней среды.

Автополиплоид (аутополиплоид, эуплоид ) - организм, возникший в результате кратного увеличения одного и того же набора хромосом.

Автосиндез - конъюгация между собой хромосом одной родительной формы у отдаленного гибрида.

Аддитивный эффект - суммарное выражение однозначно действующих полимерных генов.

Адекватные изменения - изменения, возникающие в том же направлении, что и вызывающее их воздействие.

Аллели множественные - несколько возникших путем мутаций состояний одного локуса хромосомы, отличающихся по своему проявлению.

Аллельные гены (аллели) - гены одной пары признаков, находящихся в одинаковых точках гомологичных хромосом. У диплоидного организма два аллели не могут находиться в одной гамете.

Аллогамия - опыление чужой пыльцы.

Аллополиплоид - полиплоидный организм, развивающийся в результате объединения наборов хромосом различных форм.

Аллосинтез - конъюгация хромосом у отдаленного гибрида.

Альбинизм - отсутствие окраски у всего организма или отдельных его частей, вызываемое генами или плазмогенами, препятствующими синтезу красящих пигментов.

Амфидиплоид - полиплоидный организм, возникший в результате удвоения хромосомных наборов двух разных видов или родов.

Амфимиксис - обычный тип полового процесса, при котором зародыш образуется в результате слияния женской и мужской гамет.

Анафаза - стадия митоза и мейоза, следующая за метафазой, во время которой дочерние хромосомы отходят по направлению к разным полюсам клетки.

Андрогенез - мужской партеногенез - развитие гаплоидного организма после оплодотворения, если ядро яйцеклетки по каким - либо причинам элиминировалось.

Анеуплоид (гетероплоид) - растение, имеющее уменьшенное или увеличенное число хромосом одной или нескольких гомологических пар.

Антигены - чужеродные для данного вида белки. При попадании в живой организм вызывают образование защитных веществ - антител.

Антимутаген - вещество, предупреждающее или снимающее действие мутагенов.

Антитела - вещества белкового происхождения, вырабатываемые организмом в ответ на введение в него антигенов. Способствуют выработке в организме иммунитета.

Апомиксис - развитие организма без слияния половых; из неоплодотворенной яйцеклетки (партеногенез), из вегетативной клетки зародышевого мешка (апогамия) или из вегетативной клетки окружающих его тканей (апоспория).

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, универсальный источник энергии для всех процессов, протекающих в клетке. Состоит из аденина, рибозы и трех фосфатных групп.

Аутбридинг - скрещивание между неродственными особями.

Аутосомы - обычные, не половые хромосомы.

Ахроматин - вещество клеточного ядра, не окрашивающееся характерными для хромосом красителями.

Бактериальная трансформация - перенос с помощью ДНК наследственных признаков от одного штамма бактерий к другому.

Бактериофаг (пожиратель бактерий) - вирус, паразитирующий на бактериях и вызывающий их лизис (растворение).

Бивалент - две гомологичные хромосомы, конъюгирующие между собой в мейозе.

Биотип - группа генетически идентичных особей.

Варианса - отношение суммы квадратов отклонений значений отдельных вариант от средней для данного вариационного ряда к числу степеней свободы.

Варианта - значение любого члена вариационного ряда, составленного по какому - либо количественному признаку.

Возвратные скрещивания (беккроссы) - скрещивания, при которых гибрид повторно (однократно или многократно) скрещивается с одной из родительских форм.

Вид - репродуктивно изолированная совокупность скрещивающихся популяций.

Гаметофит - половое поколение у цветковых растений, несущее половинное число хромосом, в противоположность спорофиту, развивающемуся в результате оплодотворения и имеющему двойное (диплоидное) число хромосом.

Гаметы - зрелые мужские и женские половые клетки, содержащие гаплоидное (половинное) число хромосом по сравнению с остальными клетками тела.

Гаплоид - организм, в клетках которого содержится в 2 раза меньше хромосом (n), чем у исходной формы.

Гексаплоид - организм, клетки которого содержат шесть основных наборов хромосом (6x).

Гемизиготность - случай, когда особь имеет только одну хромосому и, следовательно, не может быть ни гомо- , ни гетерозиготной. Гемизиготными по генам, содержащимися в Х - хромосоме, являются самцы дрозофилы.

Ген - основной материальный элемент наследственности, участок молекулы ДНК, входящей в состав хромосом. Контролирует определенную ступень обмена веществ в организме и оказывает тем самым специфическое действие на развитие одного или нескольких признаков.

Генеральная совокупность - совокупность единиц - особей или признаков, из которой отбираются варианты для совместного изучения. Часть единиц, отобранная для изучения генеральной совокупности, называется выборочной совокупностью (выборкой).

Генерация - поколение организмов.

Генетика - наука о наследственности и изменчивости организмов.

Генетический анализ - основной метод изучения характера действия и числа генов, определяющих наследование данного признака. Включает гибридологический, мутационный методы.

Генетический груз - уменьшение приспособленности популяций, вызванное вредными генами.

Геноинженерия - целенаправленное изменение генетических программ клеток для придания исходным формам новых свойств или создания принципиальной генетической информации, гибридизации соматических клеток и другими приемами.

Геном - основной гаплоидный набор хромосом; совокупность качественно различных хромосом, содержащих полный одинарный набор генов.

Генотип - совокупность всех генов, определяющих развитие признаков и свойств растений.

Генофонд - совокупность генов популяции, характеризующаяся определенной их частотой.

Гены - модификаторы - неаллельные гены, изменяющие проявление признаков, контролируемого в основном другим геном. Самостоятельно не проявляются, но могут усиливать или ослаблять действие главного гена.

Гены структурные - гены, несущие информацию о последовательности аминокислот в белковой молекуле, т. е. определяющие первичную структуру белков.

Гетерозиготный организм - особь, содержащая в клетках тела разные гены данной аллельной пары, например Аа. При размножении такой особи происходит расщепление.

Гетерозис - увеличение мощности, повышение жизнеспособности, возрастание продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами.

Гетерокарионы - первичные продукты двух слияния соматических клеток, имеющих в одной общей цитоплазме два или несколько разных ядер.

Гибрид - организм, сочетающий в себе признаки и свойства генетически различающихся родительских форм.

Гибридизация - процесс создание новых форм путем рекомбинации признаков и свойств в результате скрещивания.

Гибридная популяция - совокупность наследственно различающихся особей, полученная в результате скрещивания.

Гибридное растение - растение, полученное в результате скрещивания генетически различающихся родительских форм.

Гомеостаз генетический - поддержание под влиянием естественного отбора частоты генов в популяции на определенном относительно постоянном уровне.

Гомозиготный организм - особь, содержащая в клетках тела одинаковые гены данной аллельной пары (АА или аа). При размножении такой особи расщепления по этим признакам быть не может.

Гомологические хромосомы - парные, соответствующие, полученные при оплодотворении хромосомы, нормально конъюгирующие между собой и мейозе.

Группа сцепления - совокупность всех генов, локализованных в одной хромосоме, благодаря чему они наследуются совместно (сцеплено).

Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений - яйцеклетка оплодотворяется одним, а диплоидное ядро эндосперма - другим спермием генеративной клетки. В результате возникают диплоидная зигота (2n), триплоидный эндосперм (3n).

Делеция (нехватка) - выпадение участка хромосомы, содержащего один или несколько генов.

Диаллельные (циклические) скрещивания - скрещивания, применяемые для определения специфической комбинационной способности самоопыленных линий. При этом каждая линия скрещивается со всеми остальными для всех возможных комбинаций.

Дигаплоид - особь, происходящая от тетраплоидной формы, но имеющая по сравнению с ней в 2 раза меньше хромосом (2х вместо 4х).

Дигибридное скрещивание - скрещивание при различии родительских особей по двум парам аллелей.

Диплоид - организм с двумя гомологичными наборами хромосом в соматических клетках (2 n): один привнесен в зиготу женской, а второй - мужской родительской формой.

Дискретное строение наследственного материала - строение ДНК и хромосом, состоящих из отдельных единиц - генов, способных к рекомбинации, определяющих развитие различных признаков и относительно независимых друг от друга.

Дисперсия - статистический показатель выборки, характеризующий отклонения от среднего значения.

Длительные модификации - передающиеся в течение нескольких поколений изменения компонентов цитоплазмы, индуцированные внешними воздействиями.

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота. Основной материальный носитель наследственности. Биополимер, молекула которого состоит из двух полинуклеотидных цепей, свернутых в спираль. В состав отдельных нуклеотидов ДНК входят азотистые основания, сахар дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты.

Доминантный ген - один из пары аллельных генов, подавляющий в гетерозиготном состоянии проявление другого (рецессивного) гена.

Доминирование - подавление у гибридных организмов одних признаков другими. Может быть полным, когда гетерозигота Аа фенотипически не отличаются от гомозиготы АА, и неполным, когда доминантный ген не полностью подавляет проявление своего рецессивного аллеля.

Дрейф генов - генетические изменения в популяциях, вызванные скорее случайными явлениями, чем отбором.

Дупликация - удвоение какого - либо участка хромосомы.

Зигота - оплодотворенная яйцеклетка, дающая начало развитию нового организма, имеет двойное, диплоидное (2n) число хромосом.

Изменчивость - процесс возникновения различий между особями по ряду признаков тела или отдельных его органов (размеры, форма, окраска, химический состав) и их функций. Может быть наследственной и модификационной.

Инбредный минимум (инцухт - минимум) - состояние инбредного потомства, когда депрессия достигла наивысшего выражения и дальнейшего снижения жизнеспособности особей в последующих пополнениях не происходит, а потомство становится однородным.

Инбридинг (инцухт) - принудительное самоопыление или скрещивание между родственными особями перекрестноопыляющихся растений. В результате инбридинга получаются инбредные линии (инцухт-линии), называемые также самоопыленными линиями.

Инверсия - хромосомная мутация, возникающая в результате двух разрывов и перевертывания участка хромосомы на 180*. При этом последовательность генов изменяется так: abcd-acbd.

Интеркинез (интерфаза) - стадия покоя между первым и вторым делениями мейоза или между двумя митозами, когда в клетке происходит все процессы биосинтеза.

Интерференция - подавление кроссинговера в близких участках хромосомы под влиянием кроссинговера, происходящего в соседних районах.

Интрогрессия - включение генов одного вида в генофонд другого.

Информационная РНК (и-РНК)- РНК, играющая роль переносчика информации от ДНК к рибосомам. Состав оснований в молекуле информационной РНК аналогичен ДНК, только вместо Тимина содержится урацил. На информационной РНК, как на матрице, происходит синтез белка из аминокислот.

Инцухт - см. инбридинг.

Инцухт - линия(самоопыленная линия) - потомство одного перекрестноопыляющегося растения, полученное в результате принудительного самоопыления.

Кариогамия - слияние ядер мужской и женской гамет в ядро зиготы. Составляет основу процесса оплодотворения.

Кариокинез - см. митоз.

Кариотип - совокупность хромосом организма, характеризующаяся их числом, величиной и формой.

К - митоз - митоз, заторможенный инактивацией веретена под воздействием колхицина.

Кодон - единица наследственной информации, состоящая из трех расположенных в определенной последовательности азотистых оснований и контролирующая положение конкретной аминокислоты в полипептидной цепи.

Колхицин - алкалоид, сильный растительный яд. Разрушая веретено клеточного деления, вызывает образование клеток с удвоенным числом хромосом.

Комбинационная (гибридная) изменчивость - наследственная изменчивость, возникающая в результате сочетания и взаимодействия генов при скрещивании.

Комплементарное действие генов - совместное, дополняющее друг друга действием двух или большего числа генов на развитие какого-либо признака.

Конъюгация хромосом (синопсис) - сближение гомологичных хромосом в профазе мейоза, когда между ними возможен взаимный обмен отдельными участками.

Коэффициент инбридинга (инцухта)- степень увеличения гомозиготности в популяции под влиянием близкородственного скрещивания.

Коэффициент наследуемости - доля генетической изменчивости в общей фенотипической изменчивости какого-либо признака. Чем выше коэффициент наследуемости данного признака, тем эффективнее отбор по фенотипу.

Кроссбридинг (ксеногамия)- перекрестное опыление.

Кроссинговер - перекрест хромосом, в результате которого между ними может происходить обмен гомологичными (одинаковыми) участками.

Ксенийность - непосредственное проявление признаков отцовского организма на эндосперме семени (Ксении 1-гопорядка) или околоплоднике (Ксении 2-го порядка) материнских растений.

Летальный ген - ген, вызывающий в гомозиготном состоянии гибель организма.

Линия растений - потомство одного гомозиготного по всем генам самоопыляющегося растения.

Локус хромосомы - участок хромосомы, в котором локализован ген.

Макроспорогенез (мегаспорогенез) - процесс образования макроспор (мегаспор). Одна из макроспор, формулируется в семяпочке, даёт зародышевый мешок.

Материнская наследственность - наследственность, определяемая факторами цитоплазмы или пластид и передаваемая только женскими организмами.

Мейоз - особый тип клеточного деления, происходящий при развитии половых клеток или спор, приводящий к уменьшению (редукции) числа хромосом вдвое. В процессе мейоза происходит два последовательных деления ядра, а удваивается хромосомы только один рас. В мейозе конъюгируют гомологичные хромосомы.

Малые мутации - наследственные изменения, в незначительной степени затрагивающие физиологические морфологические признаки организмов.

Метафаза - средняя, вторая, митоза или мейоза, во время которого хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки, образуя ядерную пластинку.

Микроспорогенез - процесс образования пыльцы в пыльниках покрытосеменных растений. Гиплоидные клетки (микроспоры), возникающие в результате двух мейотических делений, развиваются в пыльцевые зерна.

Митоз - деление клетки, в результате которого происходит сначала удвоение хромосом, а затем их равномерное распределение между двумя вновь возникающими клетками.

Митохондрии - нитевидные или гранулярные образования, состоящие из белка, липидов, РНК и ДНК. Являются центрами клеточного дыхания, обмена веществ и генерирования энергии. В них вырабатывается АТФ.

Модификация - различия в степени проявления какого-либо признака под влиянием меняющихся внешних условий.

Молекулярная генетика - наука, изучающая явления наследственности и изменчивости на основе (уровне) молекулярных структур клетки.

Моногибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по одной паре аллелей.

Моносомик - анеуплоид, в диплоидном наборе которого одна из парных хромосом представлена в единственном числе (2п-1).

Моносомный анализ - генетический анализ, основанный на использовании моносомиков и нуллисомиков.

Мутагенез - процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием естественных и искусственных факторов (мутагенов).

Мутагены - факторы, вызывающие мутации. Подразделяются на физические и химические.

Мутант - организм, у которого в результате мутации возникло изменение какого-либо признака или свойства.

Мутационная изменчивость - структурные изменения генов и хромосом, ведущие к возникновению новых наследственных признаков и свойств организма.

Мутация - новое наследственное изменение, возникающие независимо от скрещивания и связанное с изменением ДНК хромосом.

Наследственное - это процесс передачи наследственной информации от одного поколения организмов другому.

Наследственная информация - порядок нуклеотидов ДНК и РНК, контролирующий синтез определенных белков и развитие на их основе соответствующих признаков организма.

Наследственность - процесс воспроизведения организмами в ряду последовательных поколений сходного типа обмена веществ, признаков и свойств.

Наследственный (генетический) код - последовательность расположения азотистых оснований в ДНК, определяющая расположение аминокислот в синтезируемом белке.

Наследственный фактор - см. ген.

Наследуемость - доля гимотипически обусловленный изменчивости (генетический компонент) в общей фенотипической изменчивости организмов.

Насыщающие скрещивания - многократное скрещивание гибридов и какой-либо комбинации с отцовской исходной формой. При этом происходит насыщение материнской формы ядерным материалом отцовской формы.

Несовместимости генов (S - факторы) - гены, обусловливающие совместимость или несовместимость двух гамет и, следовательно, возможность оплодотворения.

Норма реакции - способность реагирования организма на изменение окружающих условий. Определяется генотипом и проявляется в форме модификаций.

Нуклеиновые кислоты - высокомолекулярные вещества, биополимеры, хранящие и передающие у всех организмов наследственную информацию. Состоят из нуклеотидов, последовательность которых определяет синтез специфических белков. Представлены двумя типами: ДНК и РНК.

Нуклеотид - сложенное органическое вещество, состоящие из азотистого основания, сахара рибозы или дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Нуклеотиды входят в состав молекул ДНК и РНК.

Нуллисомик - растение, у которого в диплоидном наборе отсутствует пара гомологичных хромосом (2п-2).

Обратная мутация - мутация ранее мутировавшего гена вновь в исходное состояние (А=а).

Обратная транскриптаза (ревертаза) - фермент, с помощью которого осуществляется обратная транскрипция - синтез ДНК на и - РНК- матрице.

Общая комбинационная способность - средняя ценность самоопылённых линий в гибридных комбинациях. Определяется в результате скрещивания линий с каким-либо сортом или гибридом (тестером).

Онтогенез - индивидуальное развитие организма от оплодотворения яйцеклетки до естественной смерти.

Оперон - генетическая единица транскрипции кода ДНК. Совокупность генов, составляющих функциональную единицу хромосом. Состоит из структурных генов и гена-оператора.

Основное число хромосом (Х) - исходный хромосомный набор, благодаря умножению которого образовался данный полиплоидный ряд. У диплоидных видов основное число хромосом равно гаплоидному их числу.

Отбор стабилизирующий - устранение всех фенотипов, слишком сильно уклоняющихся от среднего фенотипа популяции, и как следствие этого - устранение генов, определяющих развитие таких уклоняющихся фенотипов.

Отдаленная гибридизация - скрещивание организмов, относящихся к разным видам или родам.

Панмиксия - свободное, на случайности, скрещивание особей в пределах популяции.

Партеногенез - развитие нового организма из неоплодотворенной яйцеклетки.

Перекрест (кроссинговер) - обмен гомологичными участками у хромосом одной пары, приводящий к перекомбинации генов.

Плазмиды - внехромосомные молекулы ДНК, способные к автоплоидной репликации и передающиеся в дочерние клетки при делении бактерий.

Плазмогены - наследственные факторы, локализованные в цитоплазме, способные к авторепродукции и передачи наследственной информации.

Плейотропия - способность гена оказывать влияние одновременно на несколько признаков организма. Свойственно большинству генов.

Плоидность - число генов в клетках данного организма.

Полигены - гены, контролирующие количественную (полигенную) генетическую изменчивость. Действие полигенов в сильной степени зависит от внешних условий: анализируется оно методом математической генетики.

Полигибрид - гибрид, полученный в результате скрещивания особей, различающихся по нескольким признакам.

Полимерные (однозначные - множественные ) гены - неаллельные гены, действующие на один и тот же признак одинаковым образом.

Полиплоидия - наследственные изменения, связанные с увеличением числа хромосом.

Полирибосомы - комплекс рибосом, связанных молекул РНК. Участвуют в синтезе крупных белковых молекул.

Половые хромосомы - хромосомы, различающиеся по структуре и функциям у разных полов и определяющие развитие полов.

Популяция - совокупность особей одного вида, заселяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся друг с другом и в той или иной степени изолированных от других совокупностей. В селекции под популяцией понимают группу особей, имеющих наследственные различия.

Приобретенные признаки или свойства - черты, отсутствовавшие у предков данной особи и приобретенные организмом в течении его онтогенеза.

Прокариоты - организмы (бактерии и сине-зеленые водоросли), у которых генетический материал представлен молекулой ДНК, прямо включен в цитоплазму.

Профаза мейоза - первая стадия 1-го деления мейоза, во время которой происходит конъюгация хромосом и обмен участками между ними (кроссинговер).

Профаза митоза - первая стадия митоза, во время которой хромосомы благодаря спирализации становятся видимыми.

Пуфы - вздутия, представляющие собой активные участки гигантских полигенных хромосом, в которых происходит синтез РНК.

Расщепление - появление разнообразных форм в гибридных поколениях в результате рекомбинации аллельных и неаллельных генов в процессе мейоза.

Редукционное деление - см. мейоз.

Рекомбинация - перегруппировка родительских генов при мейозе в результате кроссинговера.

Репарация - самовостановлене первичной структуры ДНК, следующие после нарушения ее физическими или химическими мутагенами.

Репликация ДНК - удвоение молекулы ДНК. Двоичная цепь ее сначала разделяется на две, и на каждой из них достраивается новые компплементарные дочерние цепи нуклеотидов под действием ДНК-полимеразы.

Рецессивный признак - признак, подавляемый в гибридном организме действием доминантного гена той же аллельной пары.

Реципрокные (взаимные) скрещивание - скрещивания между двумя формами, когда каждая из них в одном случае берется в качестве материнской, а другой - в качестве отцовской формы.

Рибосомы - очень мелкие сферические частицы в цитоплазме, в которых происходит синтез белковых молекул.

РНК- рибонуклеиновая кислота, биологический полимер, участвующий в биосинтезе белка. Состоит из нуклеотидов, соединенных в виде спиралевидной цепочки. В состав каждой из них входят: азотистые основания, (аденин, гуанин, цитозин, урацил), сахар рибоза и фосфорная кислота.

S-аллели - аллели генов несовместимости у растений.

Самонесовместимость - невозможность самооплодотворения растений, имеющих обоеполые цветки. Самонесовместимость является механизмом, препятствующим инбридингу и способствующим кроссбридингу.

Сверхдоминирование - большая мощность и жизнеспособность гетерозиготы по сравнению с обеими гомозиготами по данной паре аллелей (АА<Аа>аа).

Серия аллелей - ряд изменений одного и того же гена.

Сексвидиплоид - отдаленный гибрид, у которого хромосомный комплекс одного вида представлен двойным, а другой - обычным диплоидным набором хромосом.

Синапсис (синтез) - конъюгация гомологичных хромосом в профазе мейоза.

Сингамия- слияние гамет.

Спектр мутаций - совокупность всех мутаций, возникающих у организма под действием определенного мутагена.

Спермий - название мужской половой клетки у растений.

Специфическая комбинационная способность - повышенная ценность самоопыленной линии в какой-либо конкретной комбинации. Определяется путем скрещивания многих линий между собой.

Спонтанные мутации - естественно возникающие наследственные изменения.

Спорофит- бесполое диплоидное поколение жизненного цикла растений. Начинается с оплодотворения яйцеклетки и заканчивается образованием спор.

Стохастический процесс - процесс, результаты которого могут быть предназначены с определенной вероятностью ( в противоположность детерминированному процессу).

Сублетальные гены - полулетальные гены, наличие которых приводят к гибели более 50% особей.

Супермутагены - сверхмутагены, химические мутагенные вещества, вызывающие наибольшее число мутаций, например нитрозоэтилмочевина или нитрозометилмочевина.

Сцепление - совместная передача потомству генов в тех же комбинациях, в каких они были у родительских форм. Связанные с локализацией генов в одной хромосом (группе сцепления).

Телофаза - четвертая, последняя фаза митоза или мейоза, во время которого происходит деспирализация хромосом и образование дочерних ядер.

Тетравалент - (квадривалент) - группа из четырех гомологических хромосом полиплоидного организма, конъюгирующих между собой в мейозе.

Тетраплоид - организм, имеющий в клетках тела четыре основных (гаплоидных) набора хромосом (4х).

Тетрасомик - анеуплоид, в диплоидном наборе которого одна из хромосом представлена четыре раза (2п+2).

Точковая (генная ) мутация - микроскопически невидимая мутация, затрагивающая очень небольшой участок хромосом.

Трансгеноз - перенос наследственной информации от одной клетки в другую с последующим фенотипическим.

Трансгрессии - суммирующее действие полимерных генов, вызывающих увеличение или уменьшение какого-либо признака или свойств.

Трансдукция - перенос генетической информации из одной бактериальной клетки в другую, осуществляемый ДНК фагов.

Транскрипция - перенос (переписывание) информации о нуклеотидном строении ДНК на и - РНК.

Транслокация - один из видов перестроек хромосом, при котором происходит обмен участками гомологичных хромосом.

Трансляция - перевод информации о нуклеотидном строении и-РНК на аминокислотное строение белков. В этот процесс матрицей для биосинтеза белка служит и - РНК.

Транспортная РНК (т-РНК) - один из видов РНК, играющий роль переносчика аминокислот к рибосомам, где они связываются в полипептидную цепь. Число различных молекул т-РНК соответствует числу аминокислот, участвующих в синтезе белка.

Тригибрид - гибрид, гетерозиготный по трем парам аллелей.

Триплет - структурный элемент гена, состоящий из трех соединенных в определенной последовательности азотистых оснований и кодирующий одну аминокислоту.

Триплоид - организм, клетки которого имеют три основных (гаплоидных) набора хромосом.

Трисомик - анеуплоид, в диплоидном наборе которого одна из хромосом представлена 3 раза (2п +1).

Тритикале - пшенично-ржаные 56- или 42-хромосомные амфидиплоиды.

Униваленты - единичные, неконъюгирующие хромосомы в первом делении мейоза. Распределяется к полюсам клетки в анафазе случайно.

Фенотип - совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся на основе генотипа во взаимодействии с условиями с условиями внешней среды.

Фенокопия - модификация фенотипа ( вызванная особыми условиями среды), напоминающая изменение фенотипа, обусловленное мутацией.

Флюктуация - особая форма модификации, состоящая в плавном, очень постепенном изменении признака.

Хиазма - характерная фигура, образующаяся на стадии диплонемы мейоза в результате перекрещивания двух хроматид пары гомологичных хромосом.

Химеры - растения, состоящие из тканей разных генотипов. Получаются в результате соматических мутаций, а также при прививках, когда в месте срастания закладывается почки, в которых части тканей принадлежат привою, а часть подвою.

Хроматиды - одна из двух продольных нитей, входящих в состав хромосом. Хроматиды хорошо видны во время профазы и метафазы, а в стадии анафазы они уже становятся самостоятельными хромосомами.

Хроматин - основное вещество клеточного ядра нуклеопротеидного состава, хорошо окрашивающееся основными анилиновыми красителями.

Хромонемы - нуклеопротеидные нити, структурные субъединицы хромосом.

Хромосомные аберрации - различные изменения структур хромосом (нехватки, транслокации, инверсии, дупликации).

Хромосомный комплекс - набор хромосом, свойственный данному виду.

Хромосомный набор - совокупность хромосом, свойственная клетка данного организма. Известны два типа: гаплоидный - в зрелых половых клетках (п) и диплоидный -0 в соматических клетках (2п).

Хромосомы - окрашивающиеся основными красителями элементы клеточного ядра, состоят из ДНК и белков. Основные носители наследственной информации организма.

Цитогенетика - наука, изучающая явления наследственности и изменчивости организмов в связи с поведением клеточных структур, особенно хромосом.

Цитология - наука о клетке, изучает ее структуру (строение) и функции (жизнедеятельности).

Цитоплазма - вся масса клетки, за исключением ядра. Содержит органоиды, выполняющие различные функции (эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы, пластиды и др.).

ЦМС - цитоплазматическая мужская стерильность, наследственно обусловленная стерильность пыльцы, передаваемая через цитоплазму только по материнской линии.

Эпистаз - взаимодействие неаллельных генов, при котором аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов (А>В).

Эукариоты - организмы, у которых генетический материал сосредоточен в хромосомах клеточного ядра, отграниченного от цитоплазмы. К ним относятся все организмы, кроме бактерий и сине-зеленых водорослей. Эукариотам свойствен митоз и мейоз.

Эффект положения гена - различия в фенотипическом проявлении гена, обусловленное изменением его положения в хромосоме по отношению к другим генам.

Ядро клеточное - важнейшая часть клетки, центр управления всеми процессами ее жизнедеятельности. В ядре сосредоточены материальные носители наследственности организма - хромосомы.

Яйцеклетка (яйцо) - женская половая клетка.

Х-хромосома - парная половая хромосома в клетках особей гомогаметного пола (ХX).

Y-хромосома - непарная половая хромосома в клетках особей гетерогаметного пола (YХ).

Экология - это наука, изучающая закономерности взаимоотношений организмов между собой и с окружающей средой, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем.

Экологические факторы - это отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмами, на которые живое реагирует приспособительными реакциями.

Экологическая ниша - это совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе.

Биологический оптимум - это сочетание интенсивности факторов, соответствующее наилучшим показателям для жизнедеятельности организма.

Толерантность - способность организмов переносить отклонения экологических факторов от оптимальных для себя значений.

Экологическая валентность - это степень приспособляемости вида к изменениям условий среды.

Эврибионт - это организм, способный существовать при широких изменениях факторов окружающей среды.

Стенобионт - это организм, способный обитать только в условиях устойчивого постоянства какого-либо фактора или групп взаимодействующих факторов окружающей среды.

Ограничивающий фактор - это фактор среды, вышедший за границы выносливости данного вида и затрудняющий его существование в данных условиях, несмотря на оптимальное сочетание остальных факторов.

Фотопериодизм - это реакция организмов на смену дня и ночи, проявляющаяся в колебаниях интенсивности физиологических процессов.

Анабиоз - это временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедлены до минимума и все видимые признаки жизни отсутствуют.

Фенология - это наука о сезонных явлениях природы и сезонных аспектах жизнедеятельности отдельных видов организмов.

Биоритмы - это периодически повторяющиеся колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений, дающие возможность приспосабливаться к изменениям среды.

Биоценоз, или сообщество - это взаимосвязанная совокупность популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих однородный участок суши или водоема.

Биотоп - это относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое одним биоценозом.

Экосистема - это эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная самоподдерживающаяся и саморегулирующаяся биологическая система, состоящая из организмов и абиотической среды, объединенных обменом веществ и энергии.

Климатоп - это сочетание физико-химических характеристик среды (газовый состав, влажность, температура и т. п.), существенных для населяющих эту среду организмов и их сообществ.

Эдафотоп, или эдатоп - это совокупность условий среды обитания организмов и их сообществ, создаваемых почвой.

Стация - это часть местообитания вида, характеризующаяся особыми экологическими условиями и обычно используемая для питания, размножения, переживания неблагоприятных условий.

Продуценты - это организмы-автотрофы, производящие органические вещества из неорганических; являются первичным звеном в пищевых цепях экосистем.

Консументы - это организмы- гетеротрофы, потребляющие готовые органические вещества, созданные организмами- автотрофами.

Редуценты - это организмы- гетеротрофы, превращающие в ходе своей жизнедеятельности органические остатки в неорганические вещества.

Эдификаторы - это виды организмов, главным образом растений, играющие ведущую роль в организации структуры и функционировании экосистемы.

Детрит - это мелкие органические частицы, остатки разложившихся животных, растений и грибов вместе с содержащимся в них микроорганизмами; играют важную роль в круговороте веществ в экосистеме.