Міністерство освіти і науки України
Український державний лісотехнічний університет
Р. М. ГРЕЧАНИК
ЛІСОВА ГЕНЕТИКА
Навчальний посібник
Рекомендовано _______________________
Як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Львів
Видавничий дім "Панорама"
2003
ББК 0000
Д 000
УДК 000
Автори:
Г. Г. БАРАНЕЦЬКИЙ – д-р біол. наук,
проф. каф. лісових культур і лісової селекції УкрДЛТУ
Р. М. ГРЕЧАНИК – канд. с.-г. наук,
асист. каф. лісових культур і лісової селекції УкрДЛТУ
Рецензенти:
Літературний редактор А. Ф. ПАВЛИШИН
Гриф. "Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів" надано заступником державного секретаря (Лист № _____________ від __________)
ISBN 000-000-000-000 © Г. Г. Баранецький, Р. М. Гречаник, 2003
Ó Видавничий дім "Панорама", 2003
Зміст
ВСТУП....................................................................... 8
Розділ 1. ГЕНЕТИКА В СИСТЕМІ ПРИРОДНИЧИХ НАУК та ОСНОВНІ ЕТАПИ ЇЇ РОЗВИТКУ............................... 12
1.1. Предмет генетики......................................... 12
1.2. Основні етапи розвитку генетики................. 14
1.3. Методи генетики........................................... 17
1.4. Значення генетики для екології, лісового та сільського господарства, селекції, генної інженерії, медицини, фізіології, цитології...... 19
Питання для самоперевірки.................................... 23
Розділ 2. Цитологічні основи спадковості.......................................... 24
2.1. Основні закономірності та атрибути живого 24
2.1.1. Обмін речовин і енергії................................... 24
2.1.2. Подразливість.................................................. 25
2.1.3. Репродукція...................................................... 26
2.1.4. Спадковість...................................................... 26
2.1.5. Онтогенез......................................................... 27
2.1.6. Мінливість........................................................ 27
2.2. Філогенез. Рівні організації живого.............. 28
2.2.1. Молекулярний рівень...................................... 28
2.2.2. Клітинний рівень............................................. 28
2.2.3. Організменний рівень..................................... 29
2.2.4. Популяційно-видовий рівень......................... 29
2.2.5. Біогеоценотичний рівень................................ 29
2.3. Клітина як елементарна генетична біологічна одиниця......................................................... 30
2.4. Структура і функції компонентів клітини..... 32
2.4.1. Мітохондрії...................................................... 34
2.4.2. Пластиди........................................................... 35
2.4.3. Клітинний центр.............................................. 36
2.4.4. Ендоплазматична сітка.................................... 36
2.4.5. Лізосоми........................................................... 36
2.4.6. Рибосоми.......................................................... 37
2.4.7. Комплекс Гольджі........................................... 37
2.4.8. Мікротрубочки................................................ 37
2.4.9. Структурні компоненти ядра......................... 38
2.4.10. Структурні зміни хромосом......................... 44
Питання для самоперевірки.................................... 47
Розділ 3. Хромосомна теорія спадковості.......................................... 49
3.1. Менделююче успадкування ознак................ 51
3.2. Мітотичний поділ клітин.............................. 56
3.3. Амітоз, ендомітоз, політенія......................... 60
3.4. Групи зчеплення генів.................................. 61
3.5. Спадкування ознак, зчеплених зі статтю...... 63
3.6. Цитологічні карти хромосом........................ 68
3.7. Хромосомна теорія спадковості Моргана..... 69
Питання для самоперевірки.................................... 69
Розділ 4. Молекулярні основи спадковості.......................................... 71
4.1. Історія вивчення нуклеїнових кислот........... 71
4.2. Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК)........ 73
4.3. РНК (рибонуклеїнова кислота)..................... 89
4.3.1. Рибосомальна РНК (р-РНК)........................... 90
4.3.2. Транспортна РНК (т-РНК).............................. 90
4.3.3. Матрична (інформаційна) РНК (і-РНК, або м-РНК)..................................................................... 92
Питання для самоконтролю................................... 93
Розділ 5. Біохімічні основи спадковості...................................................................... 94
5.1. Гени і хромосоми.......................................... 94
5.2. Реплікація ДНК............................................. 97
5.3. Транскрипція................................................ 98
5.4. Генетичний код............................................. 99
5.5. Структурні і функціональні гени................. 105
5.6. Трансляція................................................... 112
5.7. Обернена транкрипція................................ 123
5.8. Регуляція активності генів в онтогенезі...... 123
5.9. Репарація генетичного коду........................ 133
Питання для самоперевірки.................................. 135
Розділ 6. МІНЛИВІСТЬ Генетичного матеріалу............................................. 137
Питання для самоперевірки.................................. 145
Розділ 7. Комбінативна мінливість та її значення в генетиці....................... 146
Питання для самоперевірки.................................. 151
Розділ 8. Мутаційна мінливість............... 152
8.1. Мутаційна теорія......................................... 152
8.2. Закон гомологічних рядів Вавилова............ 153
8.3. Класифікація мутацій.................................. 155
8.4. Генні мутації................................................ 156
8.5. Хромосомні мутації..................................... 158
8.5.1. Геномні мутації............................................. 159
8.5.2. Поліплоїдія..................................................... 160
8.5.3. Хромосомні аберації..................................... 162
8.6. Мутаційний процес і репараця пошкодженої ДНК............................................................. 164
8.7. Частота мутацій і їх причини...................... 166
8.8. Значення мутацій........................................ 167
Питання для самоперевірки.................................. 168
Розділ 9. ТИПИ ВЗАЄМОДІЇ ГЕНІВ В ЯВИЩАХ ДЕТЕРМІНАЦІЇ ТА УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК ОРГАНІЗМІВ.............................. 169
9.1. Типи взаємодії алельних генів.................... 170
9.2. Взаємодія неалельних генів........................ 173
Питання для самоперевірки.................................. 197
Розділ 10. Генетичні аспекти онтогенезу..................................................................... 198
Питання для самоперевірки.................................. 209
Розділ 11. Позаядерна спадковість........ 211
11.1. Генетичний апарат пластид....................... 211
11.2. Генетичний апарат мітохондрій................ 214
11.3. Материнський ефект................................. 216
11.4. Цитоплазматична чоловіча стерильність (ЦЧС) у рослин............................................ 217
11.5. Генетична система клітини....................... 219
Питання для самоперевірки.................................. 220
Розділ 12. Генетика популяцій................. 221
12.1. Закономірності Харді-Вайнберга.............. 222
12.2. Залежність розподілу частот генотипів від концентрації алелей..................................... 226
12.3. Мутаційний процес у популяціях.............. 229
12.4. Генофонд лісових порід і генетичні процеси у популяціях................................................... 231
12.5. Генофонд виду.......................................... 234
Питання для самоперевірки.................................. 240
Розділ 13. генетична інженерія................ 242
Питання для самоперевірки.................................. 251
Розділ 14. Генетика еволюції..................... 253
14.1. Основні положення сучасної синтетичної теорії еволюції.............................................. 253
14.2. Апоміксис і утворення видів..................... 254
14.3. Роль генних мутацій в еволюції гомологічних генів і білків................................................. 257
СЛОВНИК ГЕНЕТИЧНИХ ТЕРМІНІВ............. 260
Іменний покажчик...................................... 311
Предметний покажчик............................. 313
Список літературних джерел............... 321
Додатки.............................................................. 322