Хромосомная теория наследственности

     Формированию  хромосомной теории способствовали данные, полученные при изучении генетики пола, когда были установлены различия в наборе хромосом у организмов различных  полов.

     Пол - совокупность признаков, по которым  производится специфическое разделение особей или клеток, основанное на морфологических  и физиологических особенностях, позволяющее осуществлять в процессе полового размножения комбинирование в потомках наследственных задатков родителей.

     Морфологические и физиологические признаки, по которым  производится специфическое разделение особей, называется половым.

     Признаки, связанные с формированием и  функционированием половых клеток, называется первичными половыми признаками. Это гонады (яичники или семенники), их выводные протоки, добавочные железы полового аппарата, копулятивные органы. Все другие признаки, по которым  один пол отличается от другого, получили название вторичных половых признаков. К ним относят: характер волосяного покрова, наличие и развитие молочных желез, строение скелета, тип развития подкожной жировой клетчатки, строение трубчатых костей и др.

     Всем  млекопитающим мужского пола, включая  человека, свойственен так называемый H-Y антиген, находящийся на поверхности  клеток, несущих Y-хромосому. Единственной функцией его считается дифференцировка  гонад. Вторичные половые признаки развиваются под влиянием стероидных гормонов, вырабатываемых гонадами.

     Развитие  мужских вторичных половых признаков  контролирует тестостерон, воздействующий на все клетки организма, включая  клетки гонад. Мутация всего одного Х-хромосомы, кодирующего белок-рецептор тестостерона, приводит к синдрому тестикулярной феминизации особей XY. Клетки-мутанты не чувствительны в действию тестостерона, в результате чего взрослый организм приобретает черты, характерные для женского пола. При этом внутренние половые органы оказываются недоразвитыми и такие особи полностью стерильные.

     Таким образом, в определении и дифференцировке  пола млекопитающих и человека взаимодействуют  хромосомный и генный механизмы.

     Несмотря  на то, что женщины имеют две  Х-хромосомы, а мужчины - только одну, экспрессия генов Х-хромосомы происходит на одном и том же уровне у обоих  полов. Это объясняется тем, что  у женщин в каждой клетке полностью  инактивирована одна Х-хромосома (тельце Барра), о чем уже было сказано  выше. Х-хромосома инактивируется на ранней стадии эмбрионального развития, соответствующей времени имплантации. При этом в разных клетках отцовская  и материнская Х-хромосомы выключаются  случайно. Состояние инактивации  данной Х-хромосомы наследуется  в ряду клеточных делений.

     Таким образом, женские особи, гетерозиготные по генам половых хромосом, представляют собой мозаики (пример, черепаховые  кошки). То есть, пол человека представляет собой менделирующий признак, наследуемый по принципу обратного (анализирующего) скрещивания. Гетерозиготой оказывается гетерогаметный пол (XY), который скрещивается с рецессивной гомозиготой, представленной гомогаметным полом (XX). В результате в природе обнаруживается наследственная дифференцировка организмов на мужской и женский пол и устойчивое сокращение во всех поколениях количественного равенства полов. Морган и его сотрудники заметили, что наследование окраски глаз у дрозофилы зависит от пола родительских особей, несущих альтернативные аллели. Красная окраска глаз доминирует над белой. При скрещивании красноглазого самца с белоглазой самкой в F1, получали равное число красноглазых самок и белоглазых самцов. Однако при скрещивании белоглазого самца с красноглазой самкой в F1 были получены в равном числе красно самцы и самки. При скрещивании этих мух F1, между собой были получены красноглазые самки, красноглазые и белоглазые самцы, но не было ни одной белоглазой самки. Тот факт, что у самцов частота про рецессивного признака была выше, чем у самок, наводил на мысль, что рецессивный аллель, определяющий белоглазость, находится в Х - хромосоме, а Y - хромосома лишена гена окраски глаз. Чтобы проверить эту гипотезу, Морган скрестил исходного белоглазого самца с красноглазой сам из F1. В потомстве были по красноглазые и белоглазые самцы и самки. Из этого Морган справедливо заключил, что только Х - хромосома несет ген окраски глаз. В Y - хромосоме соответствующего локуса вообще нет. Это явление известно под названием наследования, сцепленное с полом[14].

     Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с полом. В  Х-хромосоме имеется участок, для  которого в Y-хромосоме нет гомолога. Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого участка, проявляются даже в том случае, если они рецессивны. Эта особая форма сцепления позволяет объяснить  наследование признаков, сцепленных с  полом.

     При локализации признаков как в  аутосоме, так и в Х- b Y-хромосоме  наблюдается полное сцепление с  полом. У человека около 60 генов наследуются  в связи с Х-хромосомой, в том  числе гемофилия, дальтонизм (цветовая слепота), мускульная дистрофия, потемнение эмали зубов, одна из форм агаммглобулинемии  и другие. Наследование таких признаков  отклоняется от закономерностей, установленных  Г.Менделем. Х-хромосома закономерно  переходит от одного пола к другому, при этом дочь наследует

     Х-хромосому  отца, а сын Х-хромосому матери. Наследование, при котором сыновья  наследуют признак матери, а дочери - признак отца получило, название крисс-кросс (или крест-накрест).

     Известны  нарушения цветового зрения, так  называемая цветовая слепота. В основе появления этих дефектов зрения лежит  действие ряда генов. Красно-зеленая  слепота обычно называется дальтонизмом. Еще задолго до появления генетики в конце XVIII и в XIX в. было установлено, что цветовая слепота наследуется  согласно вполне закономерным правилам. Так, если женщина, страдающая цветовой слепотой, выходит замуж за мужчину  с нормальным зрением, то у их детей  наблюдается очень своеобразная картина перекрестного наследования. Все дочери от такого брака получат  признак отца, т.е. они имеют нормальное зрение, а все сыновья, получая  признак матери, страдают цветовой слепотой (А-дальтонизм, сцепленный с  Х-хромосомой) 
 
 
 

2. Томаты как  культура

     2.1 Состав плодов и биологические  особенности томатов.  

     Тома́т— растение рода Паслён семейства Паслёновые, одно- или многолетняя трава. Возделывается как овощная культура. Плоды томата известны под названием помидо́ры. Тип плода — ягода.

     Зрелые  плоды томата богаты сахара́ми и  витамином C, содержат белки, крахмал, органические кислоты, клетчатку и пектиновые вещества, минеральные вещества (кальций, натрий, магний, железо, хлор, фосфор, серу, кремний, йод), а также каротиноиды  каротин и ликопин (они определяет жёлто-оранжевый или красный цвет плодов), витамины группы B, никотиновую  и фолиевую кислоты, витамин K.

     Свежие  томаты и томатный сок полезны  при сердечно-сосудистых заболеваниях из-за большого содержания в них  железа и калия, а также томаты полезны при гастритах с пониженной кислотностью, общем упадке сил, ослаблении памяти, малокровии. Томатный сок снижает  кровяное давление, кроме того, повышенное содержание пектиновых веществ в  томате способствует снижению холестерина  в крови. Благодаря высокому содержанию биологически активных веществ томаты регулируют обменные процессы и деятельность желудочно-кишечного тракта, усиливают  работу почек и половых желез. Применяют томат и как слабительное средство. Кашицу красных томатов  прикладывают к вздувшимся венам (прибинтовывают на ночь ежедневно или через день в течение месяца). Консервированные томаты подвергаются молочно-кислому  брожению и присутствующая в них  молочная кислота благоприятно сказывается  на микрофлоре кишечника. Однако, при  консервировании томатов всегда используется соль, поэтому соленые  и маринованные помидоры не рекомендуется  есть при заболеваниях почек и  сердечно-сосудистой системы, в том  числе при гипертонии (повышенном давлении).

     Томат имеет сильноразвитую корневую систему  стержневого типа. Корни разветвленные, растут и формируются быстро. Уходят в землю на большую глубину (при  безрассадной культуре до 1 м и более), распространяясь в диаметре на 1,5-2,5 м. При наличии влаги и питания дополнительные корни могут образовываться на любой части стебля, поэтому томат можно размножать не только семенами, но также черенками и боковыми побегами (пасынками). Поставленные в воду, они через несколько суток образуют корни.

     Стебель у томата прямостоячий или полегающий, ветвящийся, высотой от 30 см до 2 м и более. Листья непарноперистые, рассеченные на крупные доли, иногда картофельного типа. Цветки мелкие, невзрачные, желтые различных оттенков, собраны в кисть. Томат — факультативный самоопылитель: в одном цветке имеются мужские и женские органы.

     Плоды— сочные многогнёздные ягоды различной формы (от плоско-округлой до цилиндрической; могут быть мелкими (масса до 50 г), средними (51-100 г) и крупными (свыше 100 г, иногда до 800 г и более). Окраска плодов от бледно-розовой до ярко-красной и малиновой, от белой, светло-зелёной, светло-жёлтой до золотисто-жёлтой.

     Семена  мелкие, плоские, заострённые у основания, светло- или тёмно-желтые, обычно опушённые, вследствие чего имеют серый оттенок. Физиологически зрелыми становятся уже в зелёных, сформированных плодах. Всхожесть сохраняют 6-8 лет.

     При благоприятных температурных условиях и наличии влаги семена прорастают через 3-4 суток. Первый настоящий лист появляется обычно через 6-10 суток после  всходов, последующие 3-4 листа — ещё через 5-6 суток, в дальнейшем каждый новый лист образуется через 3-5 суток. Начиная с молодого возраста в пазухах листьев отрастают боковые побеги (пасынки). Продолжительность периода от всходов до цветения растения 50-70 суток, от цветения до созревания плода 45-60 суток.

     По  строению куста, толщине стебля и  характеру листьев различают 3 разновидности  томатов: нештамбовый, штамбовый, картофельный. 

     2.2  Классификация томата 

     Род томат (Lycopersicum) включает три вида:

     Томат перуанский (L. peruvianum Bezh.) - дикорастущий, имеет округлые или сдавленно-округлые плоды, диаметром 1-2 см, светло-зеленые  с бледно-лиловыми полосками, покрытые мелкими волосками, несъедобные.

     Томат волосистый (L. hirsutum Humb. et Benp.) - дикорастущий, имеет округлые плоды, зеленовато-белые, диаметром 1,5-2,5 см, густо покрытые грубыми  длинными волосками, несъедобные.

     Томат обыкновенный (L. esculentum Mill.) - имеет плоды  разнообразной формы, красные или  желтые, розовые или белые с  желтым оттенком, различного размера.

     Внутри  вида томат обыкновенный выделено три подвида: дикий, полукультурный и культурный:

     Дикий томат (ssp. pimpinellifolium (Mill.) Brezh.). Стебли стелющиеся, голые или покрытые очень редкими длинными волосками. Плоды мелкие, величиной со смородину или не превышают мелкую вишню.

     Полукультурный  томат (ssp. subspontaneum Brezh.). Стебли прямостоячие или полегающие, голые или покрытые волосками. Плоды округлые, овальные, удлиненные, мелкие (20-40 г), мало-гнездные, с гладкой поверхностью (за исключением var. succenturiatum).

     Культурный  томат (ssp. cultum Brezh.). Стебли полегающие или  прямостоячие, опушенные. Плоды округлые, плоско-округлые, мало- и многогнездные, по размеру средние или крупные.

     Культурный  подвид томата включает три разновидности:

      Обыкновенный (var. vulgare) - растения слабо- и сильнооблиственные, стебель полегающий различной длины. Листья непарноперисторассеченные, обычного типа строения, с большим  числом долей, долек и долечек, окраска  от светло- до темно-зеленой. Плоды красные, желтые и редко белые. Разновидность  объединяет до 75% мирового сортимента томата.

      Штамбовый (var. validum) - растения небольшого и среднего размера, сильно облиственные. Стебли прямостоячие, слабоветвящиеся, с укороченными междоузлиями. Листья средней величины, с короткими  черешками и близко расположенными темно-зелеными гофрированными долями, с небольшим числом долек и  долечек. Плоды красные, розовые  и желтые, с глянцевой и матовой  поверхностью.  

     2.3 Сорта томатов 

     Сорта томата могут быть охарактеризованы по различным критериям — технологическим, агротехническим, по потребительским свойствам:

     1.По  типу роста куста — детерминированные и индетерминированные;

     2.По  времени созревания — ранние, среднеспелые, поздние;

     3.По  способу употребления — столовые, для консервации, для производства сока и др.

     4.Наиболее  распространены сорта нештамбового томата, имеющего тонкие стебли, полегающие под тяжестью плодов, и крупные, слабогофрированные листья; кусты могут быть как карликовыми, так и высокорослыми. Сорта штамбового томата достаточно многочисленны. Стебли у растений толстые, листья среднего размера, с короткими черешками и сближенными долями, сильногофрированные; пасынков образуется мало. Кусты компактные — от карликовых до среднерослых. Выведены полуштамбовые сорта томата, занимающие промежуточное положение между указанными группами. Сортов картофельного типа, получившего название за сходство его листьев с картофельными, очень мало.