03.02.07 - Российский государственный аграрный университет

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет Агрономии и биотехнологии
Кафедра Генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства
Вопросы для подготовки к кандидатскому экзамену
по специальности 03.02.07 - генетика
1. Онтогенетическая изменчивость хромосом. Молекулярная организация хромосом
прокариот и эукариот.
2. Основы гибридологического метода: выбор объекта, отбор материала для
скрещиваний, анализ признаков, применение статистического метода. Разрешающая
способность гибридологического метода. Генетическая символика.
3. Относительный характер доминирования. Возможные биохимические механизмы
доминирования.
4. Значение мейоза в осуществлении законов «чистоты гамет» и независимого
наследования. Условия осуществления «менделевских» расщеплений.
5. Представление о генотипе как сложной системе аллельных и неаллельных
взаимодействий генов. Плейотропное действие генов. Пенетрантность и
экспрессивность.
6. Значение реципрокных скрещиваний для изучения сцепленных с полом признаков.
Наследование при нерасхождении половых хромосом. Балансовая теория определения
пола. Гинандроморфизм.
7. Кроссинговер. Доказательства прохождения кроссинговера в мейозе и митозе на
стадии четырёх нитей. Значение анализирующего скрещивания и тетрадного анализа
при изучении кроссинговера. Цитологические доказательства кроссинговера.
8. Пластидная наследственность. Наследование пёстролистности у растений.
Наследование устойчивости к антибиотикам у хламидомонады. Митохондриальная
наследственность. Наследование дыхательной недостаточности у дрожжей.
9. Понятие о наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости.
Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды.
Норма реакции генотипа. Адаптивный характер модификаций.
10. Классификация генных мутаций. Представление о прямых и обратных, генеративных и
соматических, адаптивных и нейтральных, летальных и условно-летальных, ядерных и
неядерных, спонтанных и индуцированных мутациях.
11. Общая характеристика молекулярной природы возникновения генных мутаций: замена
оснований; выпадение и вставка оснований. Роль мобильных генетических элементов
в возникновении генных мутаций и хромосомных перестроек.
12. Химический мутагенез. Особенности мутагенного действия химических агентов.
Факторы, модифицирующие мутационный процесс. Антимутагены. Мутагены
окружающей среды и методы их тестирования.
13. Молекулярно-генетические подходы в исследовании тонкого строения генов.
14. Структурная организация генома эукариот. Классификация повторяющихся элементов
генома. Семейства генов. Псевдогены. Регуляторные элементы генома.
15. Проблемы стабильности генетического материала. Типы структурных повреждений в
ДНК и репарационные процессы.
16. Рекомбинация: гомологический кроссинговер, сайт-специфическая рекомбинация,
транспозиции. Доказательство механизма общей рекомбинации по схеме «разрыввоссоединение». Молекулярная модель рекомбинации по Холидею. Генная конверсия.
17. Онтогенез как реализация наследственно детерминированной программы развития.
Стабильность генома и дифференциальная активность генов в ходе индивидуального
развития. Роль гомеозисных генов в онтогенезе.
18. Тканеспецифическая активность генов. Функциональные изменения хромосом в
онтогенезе (пуффы, «ламповые щётки»); роль гормонов, эмбриональных индукторов.
19. Факторы, определяющие становление признаков в онтогенезе: плейотропное действие
генов, взаимодействие генов и клеток, детерминация. Компенсация дозы генов.
Взаимодействие клеток в онтогенезе.
20. Краткая история развития генетики. Генетика как теоретическая основа селекции и
семеноводства. Значение генетики для решения задач медицины, биотехнологии,
предотвращения мутагенного загрязнения окружающей среды.
21. ДНК – основной материальный носитель наследственности. Исследования,
установившие роль нуклеиновых кислот в наследственности (трансформация у
бактерий, опыты с вирусами, трансдукция). Химический состав и видовая
специфичность ДНК.
22. Модель ДНК Уотсона и Крика. Репликация ДНК и ее типы. Ферменты репликации.
23. Типы РНК в клетке (м-РНК, т-РНК, р-РНК). Транскрипция.
24. Генетический код и его свойства.
25. Биосинтез белка. Регуляция белкового синтеза. Схема генетического контроля синтеза
ферментов у бактерий.
26. Строение гена эукариот: экзоны, интроны. Посттранскрипционные преобразования иРНК у эукариот (процессинг, сплайсинг).
27. Понятие о генных векторах (плазмиды, вирусы). Способы получения рекомбинантной
ДНК, методы клонирования генов. Прямые методы переноса генов (микроинъекция,
электропорация, биобаллистика, с помощью липосом и т. д.).
28. Использование Ti-плазмид A. tumephaciens в качестве векторов в генной инженерии
растений. Достижения в области трансгеноза у растений.
29. Особенности и принципиальное значение метода гибридологического анализа,
разработанного Г. Менделем. Генетическая символика. Запись скрещиваний и их
результатов.
30. Аллельное состояние гена. Типы доминирования. Закон единообразия гибридов
первого поколения. Закон чистоты гамет. Закон расщепления гибридов. Реципрокные,
возвратные и анализирующие скрещивания.
31. Закон независимого комбинирования генов. Значение мейоза в осуществлении законов
чистоты гамет и независимого наследования признаков.
32. Основные закономерности наследования, вытекающие из работ Г. Менделя.
Дискретная природа наследственности. Значение работ Г. Менделя для дальнейшего
развития генетики и научно обоснованной теории селекции. Условия осуществления
менделевских закономерностей.
33. Наследование признаков при взаимодействии генов. Типы взаимодействия генов:
комплементарность, эпистаз, полимерия. Гены-модификаторы, гены-супрессоры.
Особенности наследования количественных признаков. Трансгрессия. Влияние
внешних условий на проявление действия гена. Пенетрантность и экспрессивность.
34. Доказательства участия хромосом в передаче наследственной информации. Основные
положения хромосомной теории наследственности Т. Моргана.
35. Генетика пола. Хромосомный механизм определения пола. Балансовая теория
определения пола у дрозофилы. Пол и половые хромосомы у растений.
36. Влияние факторов внутренней и внешней среды на развитие признаков пола.
Экспериментальное изменение соотношения полов и получение особей нужного пола.
Наследование признаков при нерасхождении половых хромосом. Наследование
ограниченных полом и зависимых от пола признаков. Практическое использование в
сельском хозяйстве сцепленного с полом наследования (тутовый шелкопряд и т. д.).
37. Явление сцепленного наследования. Совпадение числа групп сцепления с гаплоидным
числом хромосом. Характер расщепления в потомстве гибрида при независимом и
сцепленном наследовании.
38. Кроссинговер. Механизм кроссинговера. Величина перекреста и линейное
расположение генов в хромосоме. Одинарный и множественный перекрест.
Интерференция. Коэффициент совпадения. Генетические карты хромосом.
Цитологические доказательства кроссинговера. Факторы, влияющие на перекрест
хромосом. Роль кроссинговера и рекомбинации генов в эволюции и селекции
растений.
39. Особенности цитоплазматического наследования, отличия от ядерного. Пластидная
наследственность.
40. Митохондриальная наследственность. Исследования дыхательной недостаточности у
дрожжей. Цитоплазматическая мужская стерильность у растений. Влияние ядерных
генов на проявление ЦМС. Использование ЦМС для получения гибридных семян.
Молекулярные основы цитоплазматической наследственности.
41. Значение нехромосомного наследования в понимании проблем эволюции клеток
эукариот, происхождения клеточных органелл – пластид и митохондрий. Генотип как
система взаимодействия генома и плазмона.
42. Типы
изменчивости.
Модификационная
(паратипическая)
изменчивость.
Формирование признаков как результатов взаимодействия генотипа и факторов среды.
Норма реакции генотипа.
43. Наследственная изменчивость, ее типы. Комбинационная изменчивость, механизмы ее
возникновения, роль в эволюции и селекции.
44. Мутационная изменчивость. Мутации как исходный материал эволюции. Основные
положения мутационной теории Де Фриза. Естественный мутагенез. Влияние
генотипа и физиологического состояния на спонтанную мутабильность.
45. Основные типы мутаций и принципы их классификации. Классификация мутаций по
действию на структуры клетки. Геномные мутации. Хромосомные аберрации:
транслокации, инверсии, делеции, дупликации, транспозиции. Механизмы
возникновения хромосомных оберраций. Эффект положения гена.
46. Генные мутации. Молекулярный механизм генных мутаций. Классификация мутаций
по действию на организм: морфологические, физиологические, биохимические.
47. Индуцированный мутагенез. Понятие о мутагенах и их классификация. Виды, способы
воздействия и дозировки основных мутагенов. Факторы, влияющие на частоту
спонтанных и индуцированных мутаций. Мутагенез и наследственность человека.
Использование искусственного мутагенеза в селекции растений.
48. Репарация повреждений генетического материала. Темновая репарация и
фотореактивация.
49. Множественный аллелизм. Закон гомологических рядов изменчивости Н.И. Вавилова.
50. Понятие о полиплоидии. Роль полиплоидии в эволюции и селекции. Митотическая,
зиготическая и мейотическая полиплоидия. Колхицин и его использование для
получения полиплоидов.
51. Автополиплоидия. Особенности мейоза и характер расщепления у тетраплоидных
форм при моно- и дигибридном скрещивании. Триплоиды. Использование
автополиплоидов в селекции растений.
52. Понятие генома и аллополиплоидии. Типы аллоплоидов. Работы Г.Д. Карпеченко по
созданию Raphanobrassica. Роль амфиплоидии в восстановлении плодовитости
отдаленных гибридов. Синтез и ресинтез видов. Роль аллополиплоидии в эволюции и
селекции растений. Получение и использование ржано-пшеничных амфидиплоидов –
тритикале.
53. Анеуплоидия. Типы анеуплоидов. Механизм возникновения анеуплоидов. Значение
анеуплоидов для генетических исследований. Получение дополненных и замещенных
линий и их практическое использование.
54. Гаплоидия. Методы экспериментального получения гаплоидов. Использование
гаплоидии в генетике и селекции.
55. Понятие об отдаленной гибридизации. Межвидовые и межродовые гибриды. Значение
работ И.В. Мичурина для теории и практики отдаленной гибридизации.
Использование полиплоидии и мутагенных факторов для преодоления
нескрещиваемости.
56. Бесплодие отдаленных гибридов, его причины и способы преодоления. Особенности
формы образования в потомстве отдаленных гибридов. Интрогрессия.
57. Система самонесовместимости у высших растений. Использование несовместимости в
селекции растений.
58. Инбридинг (инцухт). Генетическая сущность инбридинга. Последствия инбридинга у
перекрестноопыляющихся культур. Инбредный минимум. Характеристика инцухтлиний и их практическое использование.
59. Явление гетерозиса. Типы гетерозиса. Теории гетерозиса: доминирование,
сверхдоминирование,
генетического
баланса
компенсационных
факторов.
Практическое использование гетерозиса у различных сельскохозяйственных растений.
Использование цитоплазматической мужской стерильности, несовместимости,
полиплоидии для получения гетерозисных гибридов. Перспективы закрепления
гетерозиса путем создания генетически нерасщепляющихся систем.
60. Закон Харди-Вайнберга. Условия его точного выполнения.
61. Установление равновесия в различных ситуациях с инбридингом.
62. Влияние миграции на генетическую структуру популяции.
63. Влияние ассортативного скрещивания на генетическую структуру популяции.
64. Дрейф генов и его влияние на структуру популяции.
65. Влияние мутационного процесса на генетическую структуру популяции.
66. Геномные библиотеки. Способы получения рекомбинантных молекул ДНК, методы
клонирования генов.
67. Понятие о частотах генов и генотипов. Математические модели в популяционной
генетике. Закон Харди-Вайнберга, возможности его применения.
68. Естественный отбор как направляющий фактор эволюции популяций. Понятие о
приспособленности и коэффициенте отбора. Формы отбора: движущий,
стабилизирующий, дизруптивный.
69. Коэффициенты наследуемости и повторяемости, их использование в селекционном
процессе.
70. Проблемы медицинской генетики. Врождённые и наследственные болезни, их
распространение в человеческих популяциях. Хромосомные и генные болезни.
Предмет генетики и его место в системе биологических наук. Понятие о
наследственности и изменчивости. Методы генетики: гибридологический,
цитологический, физико-химический, онтогенетический, математический и др.
71. Моносомный и нуллисомный анализ.
72. Возможности генетической рекомбинации у гаплоидов, диплоидов и тетраплоидов.
73. Геномный анализ авто- и аллополиплоидов на хромосомном и молекулярном уровнях
(в митозе и мейозе).
74. Строение и функционирование синаптонемного комплекса клетки.
75. Генетическое картирование при использовании анализирующего скрещивания и
результатов расщепления в F2.
76. ЦМС у кукурузы, её генетическое и молекулярное обоснование, использование в
селекционной практике и производстве.
77. Методы обнаружения интеграции генов и их экспрессии в организме - реципиенте.
78. Методы диаллельного анализа: возможности и ограничения в селекционногенетических исследованиях растений.
79. Генетический контроль развития цветка.
80. Апоптоз у растений.
81. Генетический контроль развития листа.
82. Генетически модифицированные организмы и риски их использования.
83. Генетические системы несовместимости, контролирующие половой процесс у
растений.
Зав. кафедрой
д.б.н., проф. __________(Соловьев А.А.)
Декан
д.с.-х.н., проф. ________(Платонов И.Г.)