1. Назвіть явище, завдяки якому Г.Д.Карпеченко отримав плодовиті гібриди редьки і капусти.
- мутації декількох генів
- полиплоидия
- управління домінуванням
Г.Д. Карпеченко в 1924 році обробив колхицином стерильний гібрид капусти і редьки. Колхицин викликав нерасхождение хромосом гібрида при гаметогенезе. Злиття диплоїдних гамет призвело до отримання поліплоїдного гібрида капусти і редьки (капредькі). Експеримент Г.Д.Карпеченко можна проілюструвати наступною схемою
I.До дії колхицином
II.После дії колхицином і штучного подвоєння хромосом:
2. Назвіть білок, який один з перших був отриманий за допомогою методів генної інженерії.
Однією з причин цукрового діабету є нестача в організмі інсуліну - гормону підшлункової залози. Ін'єкції інсуліну, виділеного з підшлункової залоз свиней та великої рогатої худоби, рятують мільйони життів, однак у деяких пацієнтів приводять до розвитку алергічних реакцій. Оптимальним б рішенням було б використання людського інсуліну. Методами генної інженерії ген інсуліну був вбудований в ДНК кишкової палички. Бактерія почала активно синтезувати інсулін. У 1982 році інсулін людини став першим фармацевтичним препаратом, отриманим за допомогою методів генної інженеріі.Основное дію інсуліну полягає в зниженні концентрації глюкози в крові. Інсулін збільшує проникність плазматичних мембран для глюкози, активує ферменти гліколізу, стимулює утворення в печінці і м'язах з глюкози глікогену, підсилює синтез жирів і білків. Крім того, інсулін пригнічує активність ферментів, що розщеплюють глікоген і жири. Таким чином, інсулін надає багатогранний вплив на обмінні процеси практично у всіх тканинах.
3. Метод, який в селекції рослин використовують для підвищення різноманітності вихідного матеріалу
- схрещування віддалених форм
- масовий відбір
- індивідуальний відбір
Важливим методом селекції є гібридизація (схрещування). Віддалена гібридизація полягає в схрещуванні різних видів. У рослинництві за допомогою віддаленої гібридизації створено нову зернова культура - тритикале, гібрид жита з пшеницею. Класичним прикладом отримання міжвидових гібридів в тваринництві є мулл.
4. Метод, за допомогою якого були виведені мікроорганізми для отримання і використання в лікувальних цілях інсуліну, гормону росту, інтерферону
- генна інженерія
- клітинна інженерія
- мікробіологічний синтез
Зручними об'єктами біотехнології є мікроорганізми, що мають порівняно просто організований геном, короткий життєвий цикл і володіють великою різноманітністю фізичних і хімічних властивостей. Цим і займається новий напрям в біотехнології - генна інженерія. На базі методів генної інженерії в даний час вже сформувалася галузь фармацевтичної промисловості, що виробляє біологічно активні речовини і препарати: інсулін, інтерферон, деякі ферменти і пептидні гормони.
Людський ген, вбудований в геном бактерій, забезпечує синтез гормону (гормону росту), ін'єкції якого використовуються при лікуванні карликовості і відновлюють зростання хворих дітей майже до нормального рівня.
Інтерферон - захисний білок, що виробляється клітинами ссавців і птахів у відповідь на зараження їх вірусами. При зараженні клітини вірус починає розмножуватися. Клітка-господар одночасно з цим починає продукцію інтерферону, який виходить з клітки і вступає в контакт з сусідніми клітинами, роблячи їх несприйнятливими до вірусу. Інтерферон не володіє прямою противірусною дією, але викликає такі зміни в клітині, які перешкоджають, в тому числі і розмноженню вірусу.
5. У рослин - сорт, а у бактерій -.
В сучасних умовах розвиток суспільства важливе значення має інтенсифікація сільськогосподарського виробництва, т.е.полученіе максимальної кількості продукції при мінімальних витратах. З цією метою створюються високопродуктивні породи тварин і сортів рослин, стійкі до екстремальних умов середовища, до хвороб і шкідників, що володіють певними необхідними якостями.
Порода, сорт або штам - це сукупність особин одного виду, штучно створена людиною і що характеризується певними спадковими властивостями.
6. Неспоріднене схрещування називається
Аутбридинг - неродинне схрещування рослин або тварин, що відносяться до різних лініях всередині породи або сорту, до різних сортів або породам і, нарешті, до різних видів або родів. Аутбридинг переводить шкідливі мутації в гетерозиготное стан, тим самим, роблячи позитивний вплив на організм. Нерідко аутбридинг супроводжується явищем гетерозису. Більшість сортів і порід отримано в результаті багатоступінчастого схрещування, яке триває впродовж кількох років.
7. Кратне збільшення числа хромосом називається
- гетероплоїдії
- полімеріейгетерозіса
- полиплоидией
Поліплоїдні рослини мають ширшу норму реакції і, отже, легше пристосовуються до несприятливих умов зовнішнього середовища. Поліплоїдні форми відомі в декоративному квітникарстві, наприклад, тюльпани, нарциси, гладіолуси, мають дуже великі квіти.
8. При межлинейной гібридизації життєздатність гібридів зростає, так як спостерігається явище
Гетерозис - явище потужного розвитку гібридів першого покоління, отриманих при схрещуванні чистих ліній, одна з яких гомозиготна по домінантним, інша - по рецесивним генам. Цей прийом застосовується для отримання як тварин гібридів (мул, мул, циплята-бройлери, риба бестер), так і рослинних гібридів (довгоплідні тіплічние огірки, крупнозёрная кукурудза). У рослин при насіннєвому розмноженні гетерозисних гібриди дають розщеплення; при вегетативному - протягом декількох поколінь зберігають свої властивості. У поліплоїдних форм гібридів гетерозис зберігається і при насіннєвому розмноженні.
9. Наука, що займається конструюванням нових генетичних структур, -
- трансплантологія
- біотехнологія
- генна інженерія
Генна інженерія - штучне цілеспрямована зміна генотипу мікроорганізмів з метою отримання культур із заздалегідь заданими властивостями.
Основний метод - виділення необхідних генів, їх клонування і введення в нову генетичну середу. Метод включає наступні етапи роботи:
- виділення гена його об'єднання з молекулою ДНК клітини, яка зможе відтворювати донорський ген в іншій клітці (включення в плазміду);
- введення плазміди в геном бактеріальної клітини - реципієнта;
- відбір необхідних бактеріальних клітин для практичного використання;
- дослідження в галузі генної інженерії поширюються не тільки на мікроорганізми, а й на людину. Вони особливо актуальні при лікуванні хвороб, пов'язаних з порушеннями в імунній системі, в системі згортання крові, в онкології.
10. Теоретичною базою селекції є
- біохімія
- генетика
- молекулярна біологія
Генетика - наука про спадковість і мінливість. Ці дві властивості нерозривно пов'язані один з одним, хоча мають протилежну спрямованість. Спадковість передбачає збереження інформації, а мінливість цю інформацію змінює. Спадковість - це властивість організму повторювати в ряді поколінь свої ознаки і особливості свого розвитку. Мінливість - властивість організмів змінювати свої ознаки під впливом зовнішнього і внутрішнього середовища, а також в результаті нових генетичних комбінацій, що виникають при статевому розмноженні. Роль мінливості полягає в тому, що вона «поставляє» нові генетичні комбінації, що піддаються дії природного відбору, а спадковість зберігає ці комбінації.
11. Яка галузь біотехнології займається синтезом харчового білка?
- генна інженерія
- клітинна інженерія
- мікробіологічний синтез
Мікробіологічний синтез - отримання мікробної маси, багатої білками. Мікробну масу вирощують на відходах сільськогосподарського виробництва (качани кукурудзи, відходи бурякової промисловості), на продуктах нафтопереробки, на відходах деревини, торфу, тирсі, соломі, етиловому і метиловий спирти. З однієї тонни рідких парафінів нафти мікроорганізми утворюють близько тонни біомаси.
- Харчовий білок, якому надають певну структуру (вид волокон м'яса, зерен чорної ікри), приємний запах, звичний вид.
- Глюкозо-фруктові сиропи - замінники звичайного цукру, з яких в промислових умовах отримують фруктовий цукор.
- Синтетичні підсолоджувачі, зокрема аспартам. Аспаркам в 200 разів солодше цукру. Його отримують з двох амінокислот - аспарагінової кислоти і фенілаланіну. Але, що вживається навіть у незначних дозах аспартам змінює «хімію» мозку, поведінкові реакції людини, викликає сильний головний біль, запаморочення.
12. Яка галузь біотехнології займається клонуванням?
- генна інженерія
- клітинна інженерія
- мікробіологічний синтез
Отримання рослин методом культури клітин і тканин моркви
Клітинна інженерія - система методів, що дозволяє конструювати клітини нового типу на основі їх культивування, гібридизації та реконструкції. При гібридизації штучно об'єднують цілі клітини з утворенням гібридного геному. В ході клітинної реконструкції нова життєздатна клітина створюється з окремих фрагментів різних кліток (ядра, цитоплазми і ін.). За допомогою клітинної інженерії вдається поєднати геноми дуже далеких видів (навіть належать до різних царств), а також здійснити злиття тваринної і рослинної клітини. Методи клітинної інженерії дозволяють вводити нові гени в клітини зародка тварин і отримувати, таким чином, тварин з новими генетичними властивостями.
Методи культури тканин дають можливість отримувати гаплоїдні рослини з пилкових зерен або яйцеклітин. Такі рослини не здатні утворювати гамети, проте обробка цих рослин колхицином дає можливість отримувати диплоїдні плодовиті рослини.
Вегетативне розмноження на штучних поживних середовищах дозволяє майже нескінченно розмножувати одну рослину з маленьких шматочків вегетативних органів. Такий метод розмноження застосовується для овочевих, плодових і декоративних культур. Сучасні методи дозволяють відбирати не дорослі рослини, що володіють тими чи іншими властивостями, а клітини, з яких потім вирощують повноцінні рослини.
Таким чином, клітинна інженерія - це напрямок в науці і селекційній практиці, яке вивчає методи гібридизації соматичних клітин, що належать різним видам, можливості клонування тканин або цілих організмів з окремих клітин. Одним з поширених методів селекції рослин є метод гаплоидов - отримання повноцінних гаплоїдних рослин з сперміїв або яйцеклітин. Отримано гібридні клітини, що поєднують властивості лімфоцитів крові і пухлинних, активно розмножуються клітин. Це дозволяє швидко і в потрібних кількостях отримувати антитіла.
13. Яка галузь біотехнології займається штучної перебудовою геному?
- генна інженерія
- клітинна інженерія
- мікробіологічний синтез
Етапи генної інженерії:
- Отримання потрібного гена - виділення природного гена (за допомогою ферментів рестриктаз), або його штучний синтез
- Витяг плазміди з бактеріальної клітини
- Включення цього гена в молекулу ДНК - переносника (плазмиду) - отримання рекомбінантних ДНК
- Введення рекомбінантної ДНК в клітину, де вона вбудовується в її генетичний апарат
- Відбір трансформованих клітин, в геном яких включився стерпний ген
Конструювання нових генетичних структур успішно реалізують два напрямки:
1) пересадка природних генів в ДНК бактерій або грибів;
2) вбудовування штучно створених генів, що несуть задану інформацію.
Генетичний апарат бактеріальної клітини представлений однією хромосомою - гігантської кільцевою молекулою ДНК, яка має дрібні кільцеві молекули ДНК - плазміди (містять специфічні гени). Плазміди здатні розмножуватися без особливого контролю з боку основної хромосоми. При створенні особливих умов в одній клітці можна отримати тисячі копій плазміди.
ДНК «розрізають» за допомогою ферментів рестриктаз, потім «вшивають» чужий ген і «зшивають» вільні кінці за допомогою ферментів лигаз. Отримана рекомбінантна молекула ДНК плазміди вводиться в бактеріальну або дріжджову клітину, і виходить рекомбінантний (химерний) організм, який може синтезувати нові речовини.
Так само, як і у бактерій, за допомогою методів генної інженерії можна змінювати і спадковий матеріал еукаріотичних організмів. Такі генетично перебудовані організми називаються трансгенними або генетично модифікованими організмами (ГМО).
У природі існує бактерія, яка виділяє токсин, що вбиває багатьох шкідливих комах. Ген, який відповідає за синтез цього токсину, було виділено з генома бактерії і вбудований в геном культурних рослин. До теперішнього часу вже створені стійкі до шкідників сорти кукурудзи, рису, картоплі та інших сільськогосподарських рослин. Вирощування таких трансгенних рослин, які не вимагають використання пестицидів, має величезні переваги, тому що, по-перше, пестициди вбивають не тільки шкідливі, але і корисних комах, а по-друге, багато пестициди накопичуються в навколишньому середовищі і надають мутагенну вплив на живі організми.
Один з перших успішних експериментів зі створення генетично модифікованих тварин був проведений на мишах, в геном яких був вбудований ген гормону росту щурів. В результаті трансгенні миші росли набагато швидше і в підсумку були в два рази більше звичайних мишей.
14. Картопля, томат і солодкий перець відбуваються з ... центру.
- абиссинского
- південноазіатського
- Андийского
Найбільший російський вчений - генетик Н.І. Вавилов вніс величезний внесок в селекцію рослин. Він встановив, що всі культурні рослини, вирощувані сьогодні в різних регіонах світу, мають певні географічні центри походження. Ці центри знаходяться в тропічних і субтропічних зонах, тобто там, де зароджувалося культурне землеробство. Він виявив, що в певних районах земної кулі сконцентрована найбільша різноманітність сортів того чи іншого культурного рослини. Наприклад, для картоплі. солодкого перцю, томату і ін. максимум генетичної різноманітності пов'язаний з Південною Америкою. (Андійський або Південноамериканський центр). Н.И.Вавилов прийшов до висновку, що райони максимальної різноманітності є центрами походження даної культури. Виходячи з цього, він виділив сім таких центрів. Залежно від роздрібненості підрозділу території зараз зазвичай виділяють сім-вісім таких вогнищ.
В даний час встановлено і головні центри походження домашніх тварин.
15. Бестер - це гібрид
- зайця-біляка і зайця-русака
- білуги і стерляді
- тхора і норки
