Aseksuel reproduktion. Seksuel reproduktion

"Grundlæggende om almen biologi Lærebog for 9. klasses elever uddannelsesinstitutioner Tredje udgave, revideret Redigeret af prof. I. Ponomareva anbefales...”

-- [ Side 2 ] --

Celledeling er en kompleks proces af aseksuel reproduktion. De resulterende nye datterceller bliver normalt i stand til at dele sig efter en vis udviklingsperiode. Dette skyldes, at delingen skal forudgås af fordoblingen af intracellulære organeller, der sikrer cellens vitale aktivitet. Ellers ville færre og færre organeller ende i dattercellerne. For normal funktion skal en dattercelle, ligesom en forældrecelle, modtage arvelig information om dens hovedkarakteristika indeholdt i kromosomerne. Uden denne information vil cellen ikke være i stand til at syntetisere de nukleinsyrer og proteiner, den har brug for. Det betyder, at hver dattercelle ved deling skal modtage en kopi af kromosomerne med arvelig information fra forældrecellen.

Selvreproduktion efter division - almen ejendom celler fra encellede og flercellede organismer. Imidlertid forekommer denne proces forskelligt i prokaryote og eukaryote celler.

Celledeling i prokaryoter. Celledeling af prokaryoter bestemmes af deres cellers strukturelle træk. Prokaryote celler har ikke en kerne eller kromosomer.

Derfor formerer celler sig ved simpel deling. Det nukleare stof i bakterier er repræsenteret af et cirkulært DNA-molekyle, som traditionelt betragtes som et kromosom. DNA er ringformet og er normalt knyttet til cellemembranen.

Før deling duplikeres bakterielt DNA, og hvert DNA er på sin side knyttet til cellemembranen. Efter afslutning af DNA-duplikation celle membran vokser mellem de resulterende to DNA-molekyler. Således er cytoplasmaet opdelt i to datterceller, som hver indeholder et identisk cirkulært DNA-molekyle (fig. 20).

Celledeling i eukaryoter. I eukaryote celler er DNA-molekyler indeholdt i kromosomer. Kromosomerne spiller hovedrolle under celledelingsprocessen. De sikrer overførsel af al arvelig information og deltagelse i reguleringen af metaboliske processer i datterceller. Ved at fordele kromosomer mellem datterceller og overføre et strengt identisk sæt kromosomer til hver af dem, opnås kontinuitet af egenskaber i en række generationer af organismer.

Ved deling går kernen i en eukaryot celle gennem en række sekventielle og kontinuerlige stadier. Denne proces kaldes mitose (græsk.

mitos - "tråd")

Som et resultat af mitose opstår duplikering først og derefter ensartet fordeling arveligt materiale mellem de to kerner af nye datterceller.

Afhængigt af, hvad der sker i den delende celle, og hvordan disse begivenheder ser ud under et mikroskop, er der fire faser eller stadier af mitose, der følger efter hinanden: den første fase er profase, den anden er metafase, den tredje er anafase og fjerde, sidste, - telofase. Lad os overveje, hvad der sker i kernen på forskellige stadier opdeling (fig. 21).

Prophase. Øget kernevolumen. Kernemembranen går i opløsning. Fordoblede kromosomer er tydeligt synlige: de består af to trådlignende kopier - kromatider, forbundet med en indsnævring - en centromer. I cytoplasmaet dannes et apparat til at trække kromosomerne fra hinanden af mikrotubuli - en spindel.

Metafase. Kromosomer flytter til midten af cellen. Hver af dem består af to kromatider forbundet med en centromer. Den ene ende af spindelfilamenterne er fastgjort til centromererne.

Anafase. Mikrotubuli trækker sig sammen, centromerer adskilles og bevæger sig væk fra hinanden. Kromosomerne adskilles, og kromatiderne bevæger sig til modsatte poler af spindlen.

Telofase. Nye kerner dannes. Kromosomerne i de nye kerner bliver tynde, usynlige under et mikroskop. Nukleolus dukker op igen, og kernehylsteret dannes. Dette er den sidste fase af cellekernedeling.

Samtidig med telofase begynder opdelingen af cytoplasmaet. Først dannes en indsnævring (septum) mellem dattercellerne. Efter nogen tid adskilles cellens indhold. Sådan opstår nye datterceller med cytoplasma omkring nye identiske kerner. Herefter begynder forberedelsen til delingen af denne nu nye celle igen, og hele cyklussen gentages kontinuerligt, hvis gunstige forhold er til stede. Mitoseprocessen tager omkring 1-2 timer, og dens varighed varierer mellem forskellige typer celler og væv. Det afhænger også af miljøforhold.

Delingen af kernen og dermed cellen fortsætter kontinuerligt, så længe cellen har midlerne til at sikre sin vitale aktivitet.

Cellecyklus. Eksistensen af en celle fra det øjeblik den opstår som følge af deling til adskillelse i datterceller kaldes cellelivscyklus eller cellecyklus. Der er to stadier (eller stadier) i cellens livscyklus.

Den første fase af cellecyklussen er forberedelsen af cellen til deling. Det kaldes interfase (fra latin inter- "mellem" og græsk fase- "udseende"). Interfase i cellecyklussen optager den længste (op til 90%) tidsperiode. I denne periode er kernen og nukleolus tydeligt synlige i cellen. Den unge celle vokser aktivt, proteiner biosyntetiseres, akkumuleres, DNA-molekyler forberedes til fordobling, og alt kromosommateriale duplikeres (replikeres). Kromosomerne er ikke synlige, men processen med deres fordobling er aktivt i gang. Et duplikeret kromosom består af to halvdele, der hver indeholder et dobbeltstrenget DNA-molekyle. Karakteristiske træk ved interfaseceller er despiralisering (afvikling) af kromosomer og deres ensartede fordeling i form af en løs masse i hele kernen. Mod slutningen af interfasen spiraler kromosomerne (vrider sig) og bliver synlige, men fremstår stadig som tynde aflange tråde (fig. 22).

På anden fase af cellecyklussen opstår mitose, og opdelingen af cellen i eukaryoter er metoder til aseksuel reproduktion: datterceller modtager den arvelige information, som modercellen havde. Datterceller er genetisk identiske med forælderen. Der er ingen ændringer i det genetiske apparat her. Derfor har alle celler, der opstår under celledelingsprocessen, og vævene dannet af dem genetisk homogenitet.

1. Forklar forskellene i celledelingsprocesserne i prokaryoter og eukaryoter.

2*. Hvorfor er afkommet identisk med forælderen i aseksuel reproduktion?

3. Beskriv mitoseprocessen og træk ved hver af dens stadier.

4. Erstat de understregede ord med termer.

Den første fase af mitosen begynder, når kromosomerne bliver synlige.

I slutningen af den tredje fase af mitosen er kromosomerne på modsatte poler af cellen.

Cellestrukturer, der indeholder genetisk information, bliver kun synlige under mitose.

Laboratoriearbejde nr. 2 (se bilag, s. 230).

§ 15 Dannelse af kønsceller. Meiose Kønsceller (gameter) udvikles i kønsorganerne (generative) og spiller en afgørende rolle: de sikrer overførsel af arvelig information fra forældre til afkom. Under seksuel reproduktion, som et resultat af befrugtning, forekommer fusionen af to kønsceller (mandlig og kvindelig) og dannelsen af en celle - en zygote, hvis efterfølgende opdeling fører til udviklingen af en datterorganisme.

Forestil dig, hvor mange kromosomer der så ville samle sig i en celle!

Men dette sker ikke i den levende natur: Antallet af kromosomer i hver art forbliver konstant under seksuel reproduktion. Dette skyldes, at kønsceller dannes ved speciel deling. Takket være dette kommer ikke to (2n), men kun ét par kromosomer (In), det vil sige halvdelen af, hvad der var i cellen før dens deling, ind i kernen af hver kønscelle. Celler med et enkelt sæt kromosomer, dvs.

Processen med deling af kønsceller, som et resultat af hvilken der er halvt så mange kromosomer i kernen, kaldes meiose (græsk meiose - "reduktion").

En halvering af antallet af kromosomer i kernen (den såkaldte reduktion) sker under dannelsen af både mandlige og kvindelige kønsceller. Under befrugtningen dannes der igen et dobbelt sæt kromosomer (2n) i zygotens kerne ved fusion af kønsceller.

Det skal bemærkes, at i mange eukaryoter (mikroorganismer, lavere planter og hanner af nogle arter af leddyr) har somatiske (græsk soma - "krop") celler (alle kroppens celler, undtagen kønsceller) et haploid sæt kromosomer. I mange blomstrende planter er cellerne polyploide, det vil sige, at de indeholder mange sæt kromosomer. Men hos de fleste dyr, hos mennesker og hos højere planter er kun kønscellerne haploide. I alle andre celler i kroppen af disse organismer indeholder kernen et diploid (2n) - dobbelt sæt kromosomer.

Meiose er af stor betydning i den levende verden. Under meioseprocessen (i modsætning til mitose) dannes datterceller, der indeholder halvt så mange kromosomer som forældreceller, men takket være samspillet mellem faderens og moderens kromosomer har de altid nye, unikke kombinationer af kromosomer. Disse kombinationer hos afkommet kommer til udtryk i nye kombinationer af egenskaber. Fremkomsten af mange kombinationer af kromosomer øger en arts evne til at udvikle tilpasninger til skiftende miljøforhold, hvilket er meget vigtigt for evolutionen.

Ved hjælp af meiose dannes kønsceller med et mindre sæt kromosomer og med kvalitativt anderledes genetiske egenskaber end forældrecellernes.

Navnene på faserne er de samme som faserne af mitose. Interfaser observeres før divisioner.

Men DNA-duplikation i mitose sker kun før den første deling. Fremskridtet af meiose er vist i figur 23.

I den første interfase (forud for den første deling af meiose) er der en stigning i cellestørrelse, fordobling af organeller og fordobling af DNA i kromosomer.

Den første deling (meiose I) begynder med profase /, hvor de duplikerede kromosomer (med to kromatider) er tydeligt synlige under et lysmikroskop. I denne fase kommer identiske (homologe) kromosomer, men som stammer fra kernerne i de faderlige og moderlige kønsceller, tættere på hinanden og "klæber sammen" langs hele deres længde i par. Centromerer (forsnævringer) af homologe kromosomer er placeret i nærheden og opfører sig som en enkelt enhed, der holder de fire kromatider sammen. Sådanne indbyrdes forbundne homologe dobbeltkromosomer kaldes et par eller bivalente (fra latin bi - "dobbelt" og valens - "stærk").

De homologe kromosomer, der udgør de bivalente, er tæt forbundet med hinanden på visse punkter. I dette tilfælde kan der opstå en udveksling af sektioner af DNA-strenge, som resulterer i, at der dannes nye kombinationer af gener i kromosomerne. Denne proces kaldes overkrydsning (engelsk: cmssingover - "kryds") Overkrydsning kan føre til rekombination af store eller små dele af homologe kromosomer med flere gener eller dele af ét gen i DNA-molekyler (fig. 24).

Takket være overkrydsning indeholder kønsceller kromosomer med forskellige arvelige egenskaber sammenlignet med kromosomerne i forældres kønsceller.

Fænomenet krydsning har fundamental biologisk betydning, da det øger den genetiske diversitet hos afkommet.

Kompleksiteten af de processer, der forekommer i profase I (i kromosomer, kerne) bestemmer den længste varighed af dette stadium af meiose.

I metafase I er bivalenter placeret i den ækvatoriale del af cellen. Derefter, i anafase I, divergerer homologe kromosomer til modsatte poler af cellen. Telophase / fuldender den første deling af meiose, som et resultat af hvilken der dannes to datterceller, selvom hvert kromosom i dem stadig forbliver fordoblet (dvs. består af to søsterkromatider).

Telofase I efterfølges af den anden interfase. Det kræver meget kort tid, da DNA-syntese ikke forekommer i den.

I telofase II dannes kernemembranen igen omkring kernen, som nu indeholder et enkelt (haploid) sæt kromosomer, og celleindholdet deler sig. Reduktionsprocessen for kønscelledannelse ender med skabelsen af fire haploide celler - kønsceller.

Som et resultat af meiose producerer en celle fire celler med et haploid sæt kromosomer.

Processen med dannelse af mandlige kønsceller (spermatozoer) kaldes spermatogenese (fra det græske spermatos - "frø" og genese - "fremkomst", "oprindelse"). Udviklingsprocessen for kvindelige kønsceller (æg) kaldes ovogenese eller oogenese (fra græsk oop - "æg" og genesis - "fremkomst", "oprindelse") 1. Hvorfor er datterorganismers egenskaber udviklet fra en zygote ikke identisk med deres forældre?

2*. Hvad er den biologiske betydning af meiose?

Celledeling, som resulterer i, at der er halvt så mange kromosomer i kernen, fører til dannelsen af kønsceller.

4. Fuldfør udsagnet ved at vælge det korrekte udtryk:

Identiske kromosomer fra far og mor kaldes:

b) homolog; d) single.

§ 16 Individuel udvikling af organismer - ontogenese En organisme undergår betydelige transformationer i løbet af dens levetid:

vokser og udvikler sig.

Sættet af transformationer, der sker i kroppen fra dets begyndelse til naturlig død, kaldes individuel udvikling eller ontogenese (fra det græske ontos - "eksisterende" og genese - "fremkomst", "oprindelse"). I encellede organismer passer livet ind i én cellecyklus, og alle transformationer sker mellem to celledelinger. I flercellede organismer er denne proces meget mere kompleks.

Ved aseksuel reproduktion, herunder vegetativ reproduktion, begynder ontogenese fra tidspunktet for deling af den oprindelige (dvs. frembringende) celle i den moderlige organisme. En organisme i de tidlige udviklingsstadier kaldes et rudiment.

Encellede organismer, som alle celler, opstår gennem celledeling. I en nydannet celle dannes der ikke altid intracellulære strukturer, der giver dens specifikke funktioner og vitale processer. Det tager en vis tid for alle organeller at dannes og alle de nødvendige enzymer at blive syntetiseret. Det her tidlig periode eksistensen af en celle (og en encellet organisme) i cellecyklussen kaldes modning. Dette efterfølges af en periode med modent celleliv, der slutter med dets deling.

I den individuelle udvikling af en flercellet organisme skelnes der flere stadier, som ofte kaldes aldersperioder. Der er fire aldersperioder: germinal (embryonal), ungdom, modenhed og alderdom.

Hos dyr skelnes der ofte kun mellem to perioder: embryonale og postembryonale. Den embryonale periode er udviklingen af embryonet (embryonet) før dets fødsel. Postembryonal er perioden for udvikling af en organisme fra dens fødsel eller udgang fra ægget eller embryonale membraner til døden.

Den embryonale periode med ontogenese (embryonal udvikling), som forekommer in utero i moderens krop og slutter med fødslen, er til stede i de fleste pattedyr, inklusive mennesker. Hos oviparøse organismer og dem, der lægger æg, sker embryonal udvikling uden for moderens krop og ender med frigivelsen af ægmembranerne (hos fisk, padder, krybdyr, fugle såvel som hos mange hvirvelløse dyr - pighuder, bløddyr, orme osv. .).

Hos langt de fleste animalske organismer foregår processen med embryonal udvikling på lignende måde. Dette bekræfter deres fælles oprindelse.

Hos mennesker begynder hjernen og rygmarven under embryonal udvikling at skilles først. Dette sker i løbet af den tredje uge efter undfangelsen. På dette stadium er det menneskelige embryo kun 2 mm langt.

Fra de første dage af embryonal udvikling er embryoet meget følsomt over for skadelige påvirkninger, især kemiske (medicin, giftstoffer, alkohol, stoffer) og smitsom. Hvis en kvinde for eksempel får røde hunde mellem 4. og 1. 2. graviditetsuge, kan dette forårsage abort eller forstyrre dannelsen af fosterets hjerte, hjerne, syns- og høreorganer, det vil sige organer, hvis udvikling sker i denne periode.

Efter fødslen eller fremkomsten fra ægget begynder postembryonal udvikling af organismen. For nogle organismer tager denne livsperiode flere dage, for andre - flere ti eller hundreder af år, afhængigt af arten.

En løve dør af alderdom omkring 50 år gammel, en krokodille kan leve op til 100 år, et egetræ kan blive op til 2000 år, et redwood-træ kan leve i over 3000 år, og et havretræ kan leve i 4 -6 måneder. Nogle insekter lever i flere dage.

En person dør af alder mellem 75 og 100 år, selvom nogle mennesker lever over 100 år.

Postembryonal udvikling består af tre aldersperioder:

ungdom, modenhed og alderdom. Hver af disse perioder er karakteriseret ved visse transformationer i organismens struktur og vitale processer på grund af dens arvelighed og indflydelsen af ydre forhold.

I processen med postembryonal udvikling gennemgår kroppen kvantitative og kvalitative ændringer.

Ontogenese er udviklingen af et individ (individ), bestemt af arvelighed og påvirkning af miljøforhold.

Ontogenese er uden tvivl et af de mest fantastiske biologiske fænomener.

Efter at have dukket op i form af et lille embryo eller rudiment gennemgår organismen en række komplekse udviklingsstadier, hvor alle de organer og mekanismer, der sikrer livsaktivitet, gradvist dannes. Efter at have nået seksuel modenhed, realiserer organismen den vigtigste funktion af den levende - den producerer afkom, som sikrer varigheden og kontinuiteten af eksistensen af dens art.

Eksistensen af enhver organisme er en kompleks og kontinuerlig proces med embryonal og post-embryonal udvikling under visse miljøforhold og over en tidsperiode, der er karakteristisk for hver art.

1. Beskriv perioden for organismens embryonale udvikling.

Erstat følgende definitioner med termer: en organisme i de tidlige udviklingsstadier; individuel udvikling af en flercellet organisme.

3*. Forklar hvorfor påvirkningen af farlige ydre påvirkninger (stråling, rygning) viser sig at være mere destruktiv på det embryonale stadium af ontogenese end på det postembryonale stadium.

Indirekte celledeling (mitose) under passagen af en række faser (profase, metafase, anafase, telofase) sikrer overførsel til datterceller af den samme arvelige information indeholdt i kernens kromosomer som forælderen. I interfase forbereder cellen sig til deling.

Den ældste form for reproduktion er aseksuel reproduktion. Det sikrer stabiliteten af genetisk information, bevarelsen af artens egenskaber, en hurtigere stigning i antallet og genbosættelse til nye territorier.

Seksuel reproduktion opstod i evolutionsprocessen senere end aseksuel reproduktion.

Gennem meiose, overkrydsning og befrugtning giver seksuel reproduktion genetisk variabilitet, der gør det muligt for organismer at erhverve nye karakterer og egenskaber og derfor bedre tilpasse sig skiftende miljøforhold.

Under meioseprocessen sker der en reduktionsdeling af kønsceller og dannelsen af et haploid (In) sæt kromosomer i kønscellernes kerne. Når celler befrugtes, smelter mandlige og kvindelige kønsceller med et haploid sæt kromosomer sammen, og der dannes en zygote med et diploid (2n) sæt kromosomer i kernen.

Zygoten giver anledning til udviklingen af en ny organisme. Forløbet af en organismes liv fra fødsel til død kaldes individuel udvikling (ontogenese). I flercellede organismer består ontogenese af de embryonale og postembryonale perioder.

Den individuelle udvikling af alle organismer udføres i overensstemmelse med de arvelige egenskaber, der er iboende i arten og afhængig af miljøforhold.

Test dig selv 1. Forklar den biologiske rolle af kvindelige og mandlige reproduktive kønsceller.

2. Forklar de væsentligste forskelle mellem mitose og meiose.

3. Hvad er afhængigheden af organismens individuelle udvikling af miljøforhold i embryonal og postembryonal periode?

4. Hvilke stadier observeres i encellede organismers cellecyklus Forklar betydningen af interfase i en celles liv.

1. Beskriv begreberne "organismevækst" og "organismeudvikling".

Problemer til diskussion 1. Beskriv den biologiske rolle af forskellige former for reproduktion, hvis de observeres i organismer af samme art. Giv eksempler.

2. Afslør mekanismen til at sikre kontinuitet i livet.

3. Er det korrekt at sige, at udviklingen af en organisme sker i den embryonale periode, og i den postembryonale periode er der kun en stigning i kropsstørrelsen, dvs. væksten af organismen? Støt dine meninger med konkrete eksempler.

Grundlæggende begreber Aseksuel reproduktion. Seksuel reproduktion. Gamete. Zygote. Kromosom. Mitose. Meiose. Krydser over. Cellecyklus. Diploid celle.

Haploid celle. Ontogenese.

Kapitel om variabilitet Efter at have studeret kapitlet vil du være i stand til at:

forklare de grundlæggende begreber inden for genetik;

beskrive mekanismen for kønsbestemmelse og typer af arv af egenskaber;

karakterisere arvelighed og variabilitet af organismer i den levende natur.

§ 17 Fra genetikens udviklingshistorie Genetik (græsk genesis - "oprindelse") er navnet på den videnskab, der studerer organismers arvelighed og variabilitet, samt mekanismerne til at kontrollere disse processer. Det har en lang historie.

Selv i oldtiden forstod folk, at planter, dyr og endda mennesker arver nogle egenskaber fra deres forældre, da det var umuligt ikke at se lighederne mellem afkommet og forældrene. Desuden blev visse "forfædres" egenskaber videregivet uændret fra generation til generation. Ved at stole på denne evne hos planter og dyr til at arve visse kvaliteter, begyndte de at udvælge plantefrø til såning fra de mest produktive individer og forsøgte at bevare unge dyr, der havde egenskaber, som folk havde brug for - dem, der gav mere mælk eller uld, som ydede bedre kladdearbejde mv.

Gamle kinesiske manuskripter viser for eksempel, at der for 6.000 år siden blev skabt forskellige varianter af ris gennem krydsning og udvælgelse. Arkæologiske fund bekræfter, at egypterne dyrkede højtydende hvedesorter. Blandt de babylonske skrevne monumenter i Mesopotamien blev der fundet en stentavle, der dateres tilbage til det 6. årtusinde f.Kr. e., som registrerer data om arven af hovedets og mankens form hos fem generationer af heste (fig. 25).

Men først i det 19. og begyndelsen af det 20. århundrede, da viden om celleliv blev akkumuleret, begyndte videnskabsmænd at studere fænomenet arv. Først afhandling om undersøgelse af arvelighed blev udført af den tjekkiske videnskabsmand og munk G. Mendel. I 1865 formulerede han i artiklen "Eksperimenter med plantehybrider" lovene om nedarvning af egenskaber, der lagde grundlaget for videnskaben om genetik. Mendel viste, at arvelige træk (tilbøjeligheder) ikke er "sammensmeltede", som tidligere antaget, men overføres fra forældre til efterkommere i form af diskrete (isolerede, separate) enheder, som han kaldte faktorer. Disse enheder, præsenteret i par i individer, smelter ikke sammen, men forbliver diskrete og videregives til efterkommere i mandlige og kvindelige kønsceller, en enhed fra hvert par.

I 1909 blev de arvelige enheder navngivet af den danske videnskabsmand V.

Johannsen-gener (græsk genus - “slægt”). I begyndelsen af det 20. århundrede. Den amerikanske embryolog og genetiker T. Morgan konstaterede eksperimentelt, at gener er placeret på kromosomer og er placeret der lineært. Begrebet genet har været centralt i genetikken lige siden.

En fremtrædende rolle i udviklingen af genetik i første halvdel af det 20. århundrede. spillet af vores hjemlige videnskabsmænd.

SOM. Serebrovsky, der studerede dyrs genetik, viste genets komplekse struktur og introducerede udtrykket "genpool" i videnskaben. Læren om arv og foranderlighed blev beriget af N.I. Vavilov, der i 1920 formulerede loven om homologiske serier af arv og variabilitet, som sikrede en tæt sammenhæng mellem genetik og evolutionær undervisning. Yu.A. Filipchenko udførte adskillige eksperimenter med genetisk analyse af planter, udviklede metoder til at studere variabilitet og arvelighed. G.D. ydede også et væsentligt bidrag til udviklingen af genetik.

Karpechenko, N.K. Koltsov, S.S. Chetverikov og andre forskere.

I 40'erne Det biokemiske grundlag for genetik blev lagt. Forskere har bevist molekylernes rolle nukleinsyrer i overførsel af arvelig information, som førte til fødslen af molekylær genetik. Afkodning af strukturen af DNA-molekylet, offentliggjort i 1953, viste den tætte forbindelse mellem denne kemiske forbindelse og arvelig information i gener.

Fremskridt inden for molekylær genetik har ført til skabelsen af en ny gren af biologisk videnskab - genteknologi, som gør det muligt, ved at manipulere individuelle gener, at opnå in vitro nye kombinationer af gener i et kromosom, der ikke eksisterede før. Genteknologi er blevet udbredt praksis Landbrug og bioteknologi.

Udviklingen af genetik baseret på molekylære principper i betragtning af arvelige kvaliteter blev mulig takket være skabelsen af højteknologier inden for videnskabelig forskning, som først dukkede op i midten af det 20. århundrede.

Genetik er teoretisk grundlag udvælgelse (latin selectio - "valg", "udvælgelse") af planter, dyr og mikroorganismer, dvs. skabelsen af organismer med egenskaber, der ønskes af mennesker. Baseret på genetiske mønstre skaber opdrættere forbedrede sorter af planter og racer af husdyr. Ved hjælp af gensplejsningsmetoder udvikles nye stammer (rene kulturer) af mikroorganismer (bakterier, svampe), der syntetiserer stoffer til behandling af sygdomme.

Forskning fra genforskere har ført til en forståelse af, at det sammen med infektionssygdomme Der er mange forskellige arvelige sygdomme. Tidlig diagnose af disse sygdomme giver rettidig indgriben i sygdomsforløbet og forhindrer eller bremser dens udvikling.

Økologisk forringelse og negative miljøændringer har forårsaget mange forstyrrelser i den genetiske sfære af levende organismer, hvilket øger sandsynligheden for arvelige sygdomme hos mennesker.

For at løse mange problemer forbundet med denne alarmerende tendens og sikre menneskets genetiske sikkerhed krævedes målrettet forskning og en kombineret indsats fra videnskabsmænd - økologer og genetikere. Sådan opstod en ny vigtig retning inden for videnskaben - miljøgenetik, som sikrede udviklingen af genetiske sikkerhedstjenester. Sidstnævnte studerer den genetiske aktivitet af kemiske og fysiske miljøfaktorer, der påvirker mennesker og naturen som helhed. Økologer har bevist, at for en bæredygtig udvikling af livet på Jorden er det nødvendigt at bevare den biologiske mangfoldighed af arter og naturlige økosystemer. Denne meget vigtige opgave for menneskeheden har ført til den aktive udvikling af en sådan retning inden for biologisk videnskab som populationsgenetik.

Viden om genetik er efterspurgt inden for botanik, zoologi, mikrobiologi, økologi, studiet af evolution, antropologi, fysiologi, etologi og andre områder af biologi. Genetiske forskningsdata bruges inden for biokemi, medicin, bioteknologi, naturbeskyttelse og landbrug. Vi kan sige, at genetikens opdagelser og metoder finder anvendelse på alle områder af menneskelig aktivitet relateret til levende organismer. Genetikkens love er af stor betydning for at forklare alle livsprocesser på Jorden.

Genetiks videnskabelige og praktiske rolle bestemmes af betydningen af emnet for dens undersøgelse - arvelighed og variabilitet, det vil sige de egenskaber, der er iboende i alle levende væsener.

1. Hvad studerer genetikvidenskaben, hvornår og hvorfor blev det såkaldt?

2. Hvorfor betragtes G. Mendel som "genetikens fader"?

3. Erstat de fremhævede ord med et udtryk.

Data fra videnskab, der studerer organismers arvelighed og variabilitet, har nu fundet bred anvendelse inden for alle områder af biologien.

Enheder, der sikrer overførsel af arvelige egenskaber, er til stede i alle organismer uden undtagelse.

4*. Beskriv viden om nukleinsyrers rolle for udviklingen af genetik.

§ 18 Genetiks grundbegreber Genetik undersøger to grundlæggende egenskaber ved levende organismer - arvelighed og variabilitet.

Arvelighed er organismers evne til at overføre deres egenskaber og udviklingsegenskaber til deres afkom. Takket være denne evne bevarer alle levende væsener (planter, dyr, svampe eller bakterier) i deres efterkommere karaktertræk venlig. Denne kontinuitet af arvelige egenskaber sikres ved overførsel af deres genetiske information. Bærere af arvelig information i organismer er gener.

Et gen er en enhed af arvelig information, der manifesterer sig som et træk ved en organisme.

I emnet "Biosyntese af proteiner i en levende celle" (§ 10) blev det bemærket, at et gen tjener som grundlag for konstruktionen af proteinmolekyler, men i genetik fungerer et gen som en bærer af en egenskab i en organisme. Denne "dualitet" af genet bliver forståelig, hvis vi husker, at proteinets vigtigste funktion i cellen er enzymatisk, det vil sige kontrollen af kemiske reaktioner, der resulterer i dannelsen af alle organismens egenskaber. Denne "dobbelte" rolle for genet kan udtrykkes af skemaet: gen - protein - enzym - kemisk reaktion - egenskab af organismen.

Et gen er en sektion af et DNA-molekyle (og i nogle vira, RNA) med et specifikt sæt af nukleotider. Nukleotidsekvensen indeholder genetisk information om udviklingen af organismens egenskaber. I højere organismer er generne placeret i kromosomernes DNA (disse er de såkaldte nukleare gener) og i det DNA, der er indeholdt i cytoplasmaets organeller - mitokondrier og kloroplaster (disse er cytoplasmatiske gener).

I alle organismer af samme art er hvert gen placeret på et bestemt sted i forhold til andre gener. Placeringen af et gen på en strækning af DNA kaldes et locus. Hos forskellige individer af samme art har hvert gen flere former - alleler. Alleler indeholder information om en bestemt variant af udviklingen af en egenskab, der styres af dette gen (for eksempel øjenfarve). Cellerne i en diploid organisme indeholder normalt to alleler af hvert gen, den ene modtaget fra moderen, den anden fra faderen. Enhver ændring i strukturen af et gen fører til fremkomsten af nye alleler af dette gen og en ændring i det træk, det kontrollerer.

Organismer, der bærer forskellige (alternative) alleler af det samme gen på de samme (homologe) kromosomer, kaldes heterozygote, og organismer med de samme alleler på homologe kromosomer kaldes homozygote.

Heterozygositet sikrer normalt højere levedygtighed af organismer, deres gode tilpasningsevne til skiftende miljøforhold og er derfor bredt repræsenteret i naturlige populationer af forskellige arter.

Et gen er en del af et DNA-molekyle, der bestemmer muligheden for at udvikle en bestemt egenskab. Udviklingen af denne egenskab afhænger dog i høj grad af ydre forhold.

Helheden af alle gener (alleler) af et individ kaldes en genotype.

Genotypen fungerer som et enkelt interagerende system af alle genetiske elementer, der kontrollerer manifestationen af alle tegn på organismen (udvikling, struktur, vital aktivitet).

Helheden af alle en organismes egenskaber kaldes en fænotype. Fænotypen dannes i samspilsprocessen mellem genotypen og det ydre miljø. Ikke alle organismens genotypiske evner realiseres i fænotypen. Derfor kaldes en fænotype også for et særligt tilfælde af manifestationen af en genotype under specifikke forhold. Der er praktisk talt ingen fuldstændig overensstemmelse mellem genotypen og fænotypen. En ændring i genotype er ikke altid ledsaget af en ændring i fænotype, og omvendt.

Inden for én art ligner alle individer hinanden ret meget. Men under forskellige forhold kan individer selv med den samme genotype adskille sig fra hinanden i arten og styrken af manifestationen af deres karakteristika (dvs. i fænotype). I denne henseende bruger de i genetik begrebet reaktionsnorm, som angiver intervallet (grænserne) af fænotypiske manifestationer af en egenskab hos et individ under påvirkning af det ydre miljø uden at ændre genotypen.

Genotypen bestemmer grænserne (området) for organismens reaktionsnorm, dvs. dens genetiske evner, og fænotypen realiserer disse evner i egenskaber.

Derfor kan manifestationen af symptomer selv i nært beslægtede organismer være anderledes. Disse forskelle mellem individer inden for en art kaldes variabilitet.

Variabilitet er levende organismers egenskab til at eksistere i forskellige former, hvilket giver dem evnen til at overleve under skiftende miljøforhold.

Variation kan være forårsaget af miljøfaktorer, der ikke involverer ændringer i genotypen. Variabilitet forbundet med ændringer i genotypen er ledsaget af fremkomsten af nye egenskaber og kvaliteter arvet af organismen. Dette er især ofte observeret hos individer som følge af krydsning.

Variabilitet er en egenskab ved organismer, der er det modsatte af arv.

Men både arv og variation er uløseligt forbundet. De sikrer kontinuiteten af arvelige egenskaber og evnen til at tilpasse sig skiftende nye miljøforhold, der bestemmer den progressive udvikling af livet.

Arvelighed og variabilitet er iboende i alle organismer. Genetik identificerer ved at studere arveligheds- og variabilitetsmønstre metoder til at kontrollere disse processer.

1. Hvad er en allel? Hvilke gener kaldes alleliske?

2. Sammenlign arvelighedens og variabilitets rolle i organismers liv.

3*. Fjern ord i sætninger, der forvrænger rigtigheden af udsagn.

Gene ligesom arvelig faktor og den diskrete enhed af genetisk information er lokaliseret i organellernes kromosomer.

En genotype er et samlet system af alle kromosomer og genetiske elementer i en given celle eller organisme.

Grænserne for reaktionsnormen er bestemt af genotype og fænotype.

En fænotype er en samling af egenskaber og gener i en organisme.

§19 Mendels genetiske eksperimenter Mennesket har altid forsøgt at finde ud af mønstrene for nedarvning af egenskaber.

Talentfulde opdrættere, baseret på mange års praksis, opnåede præcis de egenskaber, som de ønskede at se i en ny plantesort (f.eks. æbletræ, rose) eller dyrerace (hestefarve, en hunds kropsform, due, længde på en hanehale osv.). Men i lang tid var ingen i stand til at forklare, hvordan genetisk information overføres fra forældre til afkom. Først i midten af 1800-tallet. i den tjekkiske by Brno besvarede munken G. Mendel, takket være genetiske eksperimenter, dette spørgsmål.

Mendel gennemtænkte nøje betingelserne for at udføre genetiske eksperimenter og valgte et meget vellykket studieobjekt - ærten.

til forskeren ved en kombination af egenskaber. I dette tilfælde vil krydsning forekomme - kombinationen af det genetiske materiale af to celler i en celle som følge af den seksuelle proces. En organisme udviklet fra en sådan celle med nye arvelige egenskaber kaldes en hybrid (latin hibrida - "krydsning"). Ved på denne måde at krydse planter af to sorter med modsat forskellige egenskaber (fig. 26) lavede Mendel en nøjagtig redegørelse for nedarven af disse karakteristika over en række generationer.

Som et resultat af mange års foreløbige forsøg valgte han rene linjer fra mange ærtesorter, der adskilte sig i en række kontrasterende egenskaber.

Mendel valgte syv sådanne karakterer, der har en kontrasterende manifestation i afkommet: 1) blomsterfarve (lilla og hvid); 2) frøfarve (gul og grøn); 3) farve af bønner (grøn og gul); 4) frøoverflade (glat og rynket); 5) form af bønner (simpel og segmenteret); 6) stammelængde (lang og kort); 7) placering af blomster på stilken (aksillær og apikal).

Først studerede han arven af et par kontrasterende varianter af kun én egenskab.

Krydsning, hvor forældrene adskiller sig i en egenskab, blev kaldt monohybrid af Mendel. Efter at have studeret manifestationen af en diskret egenskab, hvori forskelle arves alternativt, gik han videre til at studere transmissionen af to karaktertræk (dihybrid krydsning) og derefter tre karaktertræk (trihybrid krydsning). Ved at kontrollere sine konklusioner gennem adskillige eksperimenter og kvantitativ opgørelse af alle typer opnåede hybrider og derefter omhyggeligt analysere de opnåede resultater, identificerede forskeren mønstre for nedarvning af egenskaber.

Mendels første lov. Først blev der udført eksperimenter ved at krydse ærter med lilla og hvide blomster. Mendel bestøvede lilla blomster med pollen fra hvide blomster og omvendt. Med denne krydsning af to genetisk forskellige sorter blev der opnået blandede afkom - førstegenerationshybrider.

Mendel opdagede, at ved at krydse ærtesorter med lilla og hvide blomster, viste alle planter i den første generation sig ens (ensartede) - med lilla blomster (fig. 27).

Mendel gjorde den geniale antagelse, at hver arvelig egenskab overføres af sin egen faktor (senere kaldet genet). I rene ærtelinjer har hver forælder et gen, der bærer én egenskab: en blomst, der er enten hvid eller lilla. Hybrider indeholder samtidig begge forældres egenskaber, men kun en af dem, den "stærkere", vises udadtil. Han kaldte sådan en "stærk" egenskab dominant (latin dominantis - "dominerende") og en "svag" egenskab - recessiv (latin recessus - "fjernelse"). I tilfældet med lilla og hvide ærteblomster var det dominerende træk den lilla farve af blomsterne, og det recessive træk var den hvide farve.

For at udpege karakteristika introducerede Mendel alfabetisk symbolik, som stadig bruges i dag. Han udpegede dominerende gener med store bogstaver og recessive gener med de samme men små bogstaver i det latinske alfabet. Således betegnede han den lilla farve på en ærteblomst (et dominerende træk) som A, og den hvide farve på en blomst (et recessivt træk) som et. Han udpegede forældrene som P, krydsninger som "x" og førstegenerationshybrider som F,.

Lad os overveje genotypen af forældrene i dette eksperiment. Rene varianter er kendetegnet ved homogeniteten af parrede (alleliske) gener, dvs. forældreindividerne (P) indeholdt kun dannelsen (alleliske gener) af én type: enten recessiv (aa) eller dominant (AA). Sådanne individer kaldes homozygote (fra det græske homo - "samme" og "zygote"), og individer med forskellige arvelige tilbøjeligheder (Aa) kaldes heterozygote (fra det græske heteros - "anderledes" og "zygote").

Hos planter med hvide blomster er begge allelgener recessive, dvs. homozygote for det recessive træk (aa). Ved selvbestøvning vil sådanne afkom i alle efterfølgende generationer udelukkende have hvide blomster. Forældreplanter med lilla blomster bærer de samme alleliske gener - de er homozygote for den dominerende egenskab (AA), og deres afkom vil altid være lilla. Ved krydsning modtager førstegenerationshybrider ét gen for hver allel fra begge forældre. Men i sådanne hybrider vises kun det dominerende træk (lilla blomster), og det recessive træk (hvide blomster) er maskeret. Derfor ser alle førstegenerationshybrider ens ud - lilla.

Det samme mønster blev observeret i eksperimenter med andre egenskaber: i alle hybrider af den første generation optræder kun én, dominerende egenskab, og den anden, recessive, ser ud til at forsvinde. Mendel kaldte det identificerede mønster for dominansreglen, som nu kaldes loven om ensartethed af førstegenerationshybrider eller Mendels første lov.

Mendels første lov siger: når man krydser forældre af rene linjer, der adskiller sig i én kontrasterende egenskab, vil alle hybrider af den første generation være ensartede og vil kun udvise egenskaben af én af forældrene.

Et dominant gen i en heterozygot tilstand maskerer ikke altid et recessivt gen fuldstændigt.

Der er tilfælde, hvor F-hybriden er af mellemkarakter - med ufuldstændig dominans.

For eksempel, når man krydsede en natskønhed med røde (AA) og hvide (aa) blomster, var farven på blomsterne (Aa) i hybrider (F j) mellem - pink (ufuldstændig dominans). Denne mellemliggende type nedarvning af karakterer observeres ofte hos dyr (fig. 28).

Mendels anden lov. Efter at have modtaget hybridærtefrø af den første generation, såede Mendel dem igen, men krydsbestøvede nu ikke. Som et resultat af selvbestøvning producerede planterne frø af anden generation (F2). Blandt dem var planter med lilla blomster (flertallet) og hvide blomster (ca. en fjerdedel af planterne).

Mendel fandt ud af, at når hybrider af første generation selvbestøver, opstår dominerende og recessive egenskaber i afkommet i forskellige kombinationer. Dette udtrykkes i genotypen som følger: en homozygot for en dominerende egenskab (AA), to heterozygoter (Aa) og en homozygot for en recessiv egenskab (a a). Eksternt, det vil sige i fænotypen, manifesterer dette sig som følger: tre individer med lilla blomster og en med hvide blomster. Fænomenet, hvor fordelingen af dominante og recessive træk hos afkommet som følge af krydsning af heterozygote individer sker i forholdet 3:1, blev af Mendel kaldt segregation. I vor tid kaldes dette fænomen for spaltningsloven eller Mendels anden lov.

Mendels anden lov siger: når to førstegenerationshybrider krydses med hinanden, blandt deres efterkommere - andengenerationshybrider - observeres en opdeling: antallet af individer med et dominerende træk er relateret til antallet af individer med et recessivt træk. som 3:1.

Ifølge denne lov frembringer hybrider af den første generation spaltning: Individer med recessive karakteristika dukker igen op i deres afkom, hvilket udgør cirka en fjerdedel af det samlede antal afkom.

Spaltningsloven er fælles for alle levende organismer.

Mendel forklarede opdelingen af karakteristika hos afkommet ved krydsning af heterozygote individer ved, at der i deres reproduktive celler (gameter) kun er én aflejring (gen) fra et allelpar, som opfører sig som uafhængigt og integreret.

Mendel kaldte dette fænomen for kønscellernes renhed, selvom han ikke vidste, hvorfor dette skete. Og det er forståeligt: I hans tid vidste man intet om hverken mitose eller meiose. Det er nu blevet fastslået, at der takket være meiose dannes et haploid (enkelt) sæt uparrede kromosomer i gameter, og de indeholder enten dominante eller recessive gener.

1. Forklar essensen af Mendels første lov.

2. Formuler Mendels anden lov.

3*. Hvad er forskellen mellem F; fra F2 i et monohybrid kryds?

4*. Hvorfor kommer alleler altid i par?

§ 20 Dihybrid krydsning. Mendels tredje lov Efter at have etableret loven om segregation ved at bruge eksemplet med monohybride krydsninger, begyndte Mendel at finde ud af, hvordan par af alternative gentræk opfører sig. Når alt kommer til alt, adskiller organismer sig ikke fra hinanden i én, men i mange egenskaber.

For at etablere mekanismen for nedarvning af to par alternative egenskaber, udførte han en række dihybrid krydsningseksperimenter. Til forsøgene blev der taget ærter med glatte gule frø som moderplante, og ærter med grønne rynkede frø blev taget som faderplante. I den første plante var begge egenskaber dominerende (AB), og i den anden var begge egenskaber recessive (ab).

Som et resultat af krydsning, ifølge loven om egenskabsdominans, viste alle frøene af den første generation af hybrider (F j) sig at være glatte og gule. På næste år Fra disse frø voksede planter, hvis blomster selvbestøvede. I planter opnået på denne måde (anden generation - F 2) skete en opsplitning af karakterer, og sammen med forældrene (glatte gule og rynket grønne frø) dukkede helt nye op - rynket gule og glatte grønne frø.

Det viste sig, at heterozygoter for to par allelgener danner fire typer kønsceller i lige store mængder (AB, Ab, aB, ab). I to af dem er gener i samme kombination som i forældrene, og i de to andre - i nye kombinationer eller rekombinationer. Forholdet mellem de genotypiske former for F2-hybrider (Fig. 29) kan etableres ved hjælp af Punnett-gitteret, opkaldt efter en af de fremtrædende engelske genetikere fra det tidlige 20. århundrede, som foreslog denne metode. Forældrenes kønscellers allelgener skrives vandret og lodret i gitteret, og ved at kombinere dem opnås efterkommernes genotyper i vinduerne.

Identifikationen af disse mønstre er kun mulig med en meget stor mængde eksperimentelt materiale, derfor undersøgte Mendel, der studerede spaltningen af frø baseret på frøens form, 7324 ærter baseret på farve - ærter og 556 baseret på form og farve .

I det undersøgte dihybridkryds delte hybridfrøene (556 stykker) af anden generation (F2) sig i følgende forhold: 315 glatte gule, 108 glatte grønne, 101 gule rynkede og 32 grønne rynkede. Denne fordeling af ærter viste, at 3/4 af dem er gule, og 1/4 er grønne. Blandt de gule frø var 3/4 glatte og 1/4 var rynket. De grønne havde samme forhold: 3/4 glatte og 1/4 rynkede. I alle tilfælde viste resultaterne et forhold på 3:1.

Eksperimenter med dihybridkrydsning viste, at spaltningen af det ene tegnpar (gul og grøn farve) slet ikke er forbundet med spaltningen af det andet par (glat og rynket form). Det betyder, at to par af egenskaber omfordeles uafhængigt af hinanden, når de overføres fra generation til generation. Samtidig var frøene af F2-hybrider ikke kun karakteriseret ved forældrekombinationer af egenskaber, men også af rekombinationer (nye kombinationer).

Ved at analysere resultaterne af dihybrid krydsninger konkluderede Mendel:

spaltning i begge par af kontrasterende (alternative) egenskaber sker uafhængigt af hinanden. Dette fænomen afspejler essensen af Mendels tredje lov – loven om uafhængig arv (kombination) af egenskaber.

Mendels tredje lov siger, at hvert par af modsatrettede (alternative) træk nedarves uafhængigt af hinanden over en række generationer; som et resultat, blandt anden generations hybrider, vises efterkommere med nye kombinationer af egenskaber i forholdet 9:3:3:1.

Loven om uafhængig arv af egenskaber bekræfter endnu en gang diskretheden af ethvert gen. Denne egenskab ved gener til at være bærer af en arvelig egenskab manifesteres både i den uafhængige kombination af alleler af forskellige gener og i deres uafhængige virkning - i fænotypisk ekspression. Den uafhængige fordeling af gener kan forklares ved kromosomernes adfærd under meiose. Under meiose omfordeles par af homologe kromosomer og med dem parrede gener og spredes i kønsceller uafhængigt af hinanden.

For at verificere rigtigheden af sine konklusioner udførte Mendel eksperimenter, hvor han kontrollerede, om de recessive alleler af et gen ikke virkelig var forsvundet, men kun var maskeret af genets dominerende alleler. Mendel gennemførte en verifikationsundersøgelse i alle tilfælde af både monohybride og dihybride krydsninger.

Lad os antage, at individer med genotyperne AA og Aa har den samme fænotype.

Når der derefter krydses med et individ, der er recessivt for denne egenskab og har aa-genotypen, opnås følgende resultater:

I det første tilfælde giver individer, der er homozygote for det dominerende (AA) gen, ikke F1-opdeling, og i det andet tilfælde giver heterozygote individer (Aa), når de krydses med et homozygot individ, spaltning allerede i F1.

Lignende resultater blev opnået ved analyse (testning) af krydsning og for to par alleler:

Krydsning af et individ af en ukendt genotype med et individ, der er homozygot for recessive alleler, kaldes et analyserende kryds (fig. 30). Denne krydsning udføres for at bestemme genotypen af et individ. Analysen er ikke kun af teoretisk interesse, men har også stor betydning i avlsarbejdet.

første generation af dihybrid krydsning (F j). Skriv dem ned ved hjælp af et Punnett-gitter.

4*. Hvorfor er individer homozygote for dominante alleler ikke brugt i testkrydsninger for at identificere genotypen?

Laboratoriearbejde nr. 3 (se bilag s. § 21 Sammenkædet nedarvning af gener og krydsning I begyndelsen af det 20. århundrede, da genetikere begyndte at udføre mange eksperimenter med krydsning af en lang række genstande (majs, tomater, mus, Drosophila) fluer, høns, etc.), blev det opdaget, at de mønstre, som Mendel har etableret, ikke altid optræder. For eksempel observeres dominans ikke i alle par af alleler. I stedet opstår der mellemliggende genotyper, som begge alleler deltager i. Mange par af gener findes også, at de ikke overholder loven om uafhængig nedarvning af gener, især hvis et par allelgener er placeret på det samme kromosom, dvs. generne er så at sige knyttet til hinanden.

Sådanne gener kom til at blive kaldt forbundet.

Mekanismen for nedarvning af forbundne gener, såvel som placeringen af nogle forbundne gener, blev etableret af den amerikanske genetiker og embryolog T. Morgan. Han viste, at loven om uafhængig arv formuleret af Mendel kun er gyldig i tilfælde, hvor gener med uafhængige karakteristika er lokaliseret på forskellige ikke-homologe kromosomer. Hvis generne er placeret på det samme kromosom, så sker nedarvningen af egenskaber i fællesskab, dvs.

sammenlåsende. Dette fænomen kom til at blive kaldt kædet arv, såvel som koblingsloven eller Morgans lov.

Loven om kobling siger: forbundne gener placeret på det samme kromosom nedarves sammen (linket).

Der er mange kendte eksempler på forbundet nedarvning af gener. For eksempel i majs, er farven på frø og arten af deres overflade (glat eller rynket), knyttet til hinanden, nedarvet sammen. Hos sød ært (Lathyrus odoratus) nedarves blomsterfarve og pollenform på en sammenkædet måde.

Alle gener på ét kromosom danner et enkelt kompleks - en koblingsgruppe.

De ender som regel i samme kønscelle - kønscellerne - og nedarves sammen.

Derfor adlyder gener inkluderet i koblingsgruppen ikke Mendels tredje lov om uafhængig arv. Imidlertid er fuldstændig genbinding sjælden. Hvis gener er placeret tæt på hinanden, så er sandsynligheden for kromosomkrydsning lav, og de kan forblive på det samme kromosom i lang tid, og vil derfor nedarves sammen. Hvis afstanden mellem to gener på et kromosom er stor, så er der stor sandsynlighed for, at de kan divergere på forskellige homologe kromosomer. I dette tilfælde adlyder gener loven om uafhængig arv.

Således afspejler Mendels tredje lov et hyppigt, men ikke absolut fænomen i nedarvningen af træk.

Hovedbeviset for overførsel af arv blev opnået i eksperimenter fra Morgan og hans kolleger.

I sine eksperimenter foretrak Morgan frugtfluen Drosophila melanogaster. Og den dag i dag er det et yndet forskningsobjekt for genetikere. Drosophila kan meget nemt og hurtigt opdrættes i laboratoriet, og vigtigst af alt er det meget bekvemt til hybridologisk analyse på grund af mange let tages hensyn til elementære egenskaber. I øjeblikket er dens genotype blevet dechifreret, og detaljerede kort over genbindingsgrupper i kromosomer er blevet oprettet (Drosophila har kun 4 par kromosomer). Mange bestemmelser i den kromosomale teori om arvelighed og genegenskaber blev bestemt af T. Morgan på grundlag af eksperimenter med Drosophila. T. Morgan betragtes som skaberen af den kromosomale teori om arvelighed.

Krydser over. Mens Morgan studerede arven af kønsbundne træk, opdagede han det lineære arrangement af gener på et kromosom, formulerede doktrinen om genet som en elementær bærer af arvelig information og udviklede en metode til at konstruere genetiske kort over kromosomer. Han installerede også genetisk rolle meiose og opdagede fænomenet at krydse over. Overkrydsning blev først opdaget, da man studerede den forbundne arv af egenskaber forårsaget af gener placeret på det samme kromosom. Under forsøgene optrådte et lille antal individer med rekombinerede træk.

I dette tilfælde endte et af de tidligere forbundne gener på et kromosom, og det andet på et andet, homologt, da kromosomerne overlappede og udvekslede deres sektioner. Dette fænomen blev kaldt crossing over (se fig. 24).

Husk, at overkrydsning sker i slutningen af profase I af meiose. Under meioseprocessen stiller homologe kromosomer, før de adskilles til forskellige kerner, op mod hinanden, konjugerer (forbinder), krydser og udveksler sektioner. Jo længere fra hinanden generne er placeret på et kromosom, des mere sandsynligt deres "adskillelse" under overfarten. Jo tættere på hinanden deres plads på kromosomet, jo stærkere er de forbundet. Som et resultat af brud og forbindelse i en ny rækkefølge af DNA-strenge i homologe kromosomer sker en gensidig udveksling af deres sektioner. Tidligere forbundne gener kan blive adskilt, og omvendt. Som følge heraf skabes nye kombinationer af alleler af forskellige gener, en omlejring af alleliske gener opstår, og nye genotyper opstår.

Overkrydsning kan forekomme på ethvert kromosom. Gener inkluderet i koblingsgrupper i forældreindividers kromosomer adskilles som et resultat af krydsning, danner nye kombinationer og kommer i denne nye form ind i kønscellerne.

Afkom af sådanne kønsceller har en ny kombination af alleliske gener, som tjener som kilden til genetisk variabilitet observeret i populationer.

Overkrydsning er en vigtig kilde til fremkomsten af nye genkombinationer i individers genotyper og fremkomsten af egenskabsvariabilitet.

Overkrydsning spiller en vigtig rolle i evolutionen, da det bidrager til fremkomsten af arvelig variation. Ved at udføre genrekombinationer skaber det mulighed for at selektere individuelle gener frem for deres kombinationer. For eksempel kan et kromosom samtidigt indeholde både nyttige og skadelige gener for kroppen. Takket være overkrydsning kan nye gen-omlejringer, som så kommer under indflydelse af selektion, føre til forsvinden af skadelige gener og bevarelse af nyttige gener, hvilket vil give en fordel for eksistensen af et individ med en sådan genotype i miljø. Nye genotyper, der opstår som følge af krydsning, i kombination med virkningen af naturlig selektion, kan give en ny retning i manifestationen af levende organismers egenskaber, hvilket giver dem større tilpasningsevne til miljøforhold.

1. Formuler Morgans lov.

2*. Hvordan forstyrrer krydsning genetisk kobling?

3*. Fjern det ekstra ord, der forvrænger rigtigheden af udsagnet, og færdiggør udsagnet med det rigtige ord.

Gener, der ligger i samme genotype, kaldes forbundet.

4. Erstat de fremhævede ord med et udtryk.

Kilden til fremkomsten af nye kombinationer i genotyper af individer giver fremkomsten af arvelig variabilitet.

§ 22 Samspil mellem gener og deres multiple virkninger Et gen er en strukturel enhed af arvelig information. Materielt set er et gen repræsenteret af et udsnit af et DNA-molekyle (i sjældne tilfælde RNA). Gener kontrol elementære tegn i processen med individuel udvikling af organismen. De første undersøgelser af genets natur, udført i begyndelsen af det 20. århundrede, havde hovedsageligt til formål at belyse genets rolle i overførslen af arvelige egenskaber. En lige så vigtig opgave var at tyde mønstrene for genhandling. Dens løsning har ikke kun teoretisk, men også praktisk betydning, da det vil forhindre evt skadelige virkninger denne handling.

Forskning udført af genetikere har fastslået genernes diskrete natur, hvilket bekræftes af deres uafhængige arv: hvert gen bestemmer udviklingen af en egenskab uafhængig af de andre. Der er dog forskellige typer af interaktioner mellem forskellige gener, på grund af de komplekse forhold mellem både alleliske og ikke-alleliske gener.

Forenet i en genotype fungerer de alle sammen som et system af interagerende gener fra et individ.

Blandt genernes interaktioner bør vi først og fremmest nævne forholdet mellem dominans og recessivitet, når den recessive allel af et gen under indflydelse af den dominante allel ikke manifesterer sig i fænotypen. Derudover er der fakta, der viser, at gener påvirker manifestationen af andre, ikke-alleliske geners handlinger. Der er også beskrevet tilfælde, hvor udviklingen af en bestemt egenskab ved en organisme er under kontrol af ikke ét, men mange gener. For eksempel hos mennesker bestemmer mindst fire gener forskellen i hudfarve mellem repræsentanter for de negroide og kaukasiske racer.

Blandt mennesker er albinoer (latin a/bus - "hvid") sjældne (1:20.000-1:40.000): de har hvidt hår, meget lys hud, lyserøde eller lyseblå iris. Disse mennesker er homozygote for det recessive gen a, hvis dominerende allel er ansvarlig for produktionen af melaninpigment i kroppen. Ved hjælp af melanin får en persons hud, hår og øjne farve. Derfor kaldes den dominerende A-allel af dette gen ofte for det normale pigmenteringsgen. Men det viser sig, at hos mennesker afhænger syntesen og distributionen af melanin af en række andre gener, der er placeret i andre loci.

Hos nogle mennesker forårsager det dominerende F-gen en pletvis ophobning af melanin, hvilket forårsager fremkomsten af fregner, mens det andet dominerende P-gen forårsager pigmenteringsforstyrrelser, hvilket efterlader store områder af huden lyse, upigmenterede. En række gener placeret på andre loci påvirker mængden af melanin i den menneskelige krop, hvilket giver forskellige nuancer af hud, hår og øjenfarve.

Der er mange eksempler, der viser, at graden af udvikling af samme egenskab bestemmes af påvirkningen af en række gener, der manifesterer sig på en lignende måde. Forskellige ikke-alleliske gener ser ud til at duplikere hinandens handlinger i manifestation af denne egenskab. Disse geninteraktioner kaldes polymerer (græsk polymereia - "multi-kompleksitet"), og selve generne kaldes polymerer.

Afhængigt af typen af polymer, farven på menneskets hud, plantehøjde, mængden af protein i frøens endosperm, indholdet af vitaminer i frugter, sukkerindholdet i sukkerroerødder, hastigheden af biokemiske reaktioner i celler, væksten hastighed og vægt af dyr, ægproduktion af kyllinger, mælkeproduktion af køer og andre vigtige faktorer er nedarvet gavnlige tegn på kroppen.

En organismes fænotypiske karakteristika bestemmes normalt af interaktionen mellem mange alleliske og ikke-allelle gener, der virker i samme retning. Det er dog ikke ualmindeligt, at det samme gen forårsager flere egenskaber. Dette fænomen kaldes multipel genhandling.

Hos en haveplante bestemmer akelejehybridgenet, som bestemmer blomstens røde farve, samtidig bladenes lilla farvetone, stænglens forlængelse og frøens store vægt. Hos alle blomstrende planter styrer de gener, der giver blomsternes røde (anthocyanin) farve, samtidig den røde farve på stilken i skuddet. Hos frugtfluen Drosophila påvirker et gen, der bestemmer fraværet af pigment i øjnene, farven på nogle indre organer, forårsager et fald i fertilitet og reducerer den forventede levetid for et individ. I Vestpakistan blev der opdaget bærere af det samme gen, som bestemmer fraværet af både svedkirtler i visse dele af kroppen og nogle tænder.

Polymerisme, såvel som de multiple handlinger af et gen og dets alleler, indikerer, at forholdet mellem gener og manifestationen af træk er ret komplekst. De afhænger af kombinationen af alleliske og ikke-alleliske gener, deres placering i kromosomer, deres adfærd i mutationer og mange andre faktorer. Derfor er udtrykket "et gen bestemmer manifestationen af en egenskab"

Ganske betinget.

En egenskabs manifestation og selve virkningen af et gen afhænger altid af andre gener - af hele genotypen, det vil sige det genotypiske miljø.

Begrebet genotypisk miljø blev introduceret i videnskaben af hjemlig videnskabsmand S.S.

Chetverikov i 1926 for at udpege et kompleks af gener, der påvirker legemliggørelsen af et specifikt gen eller en gruppe af gener i fænotypen. Det genotypiske miljø repræsenterer hele genotypen, mod hvilken gener manifesterer deres virkninger. Desuden vil hvert gen blive realiseret forskelligt afhængigt af det genotypiske miljø, hvor det er placeret.

Når man overvejer virkningen af et gen og dets alleler, er det nødvendigt at tage højde for ikke kun det genotypiske miljø, der påvirker interaktionen af gener, men også påvirkningen af det miljø, hvor organismen udvikler sig.

Graden af udtryk for egenskaben, dvs. dens kvantitative karakteristika, afhænger af det ydre miljø. For eksempel har en Drosophila homozygot for en recessiv allel små (rudimentære) vinger i sin fænotype. Dette tegn vises på en mere kontrastfuld (mere udtalt) måde, hvis denne flue udviklede sig ved en lav temperatur. Dette eksempel viser, at manifestationen af en egenskab (fænotype) er resultatet af interaktionen af gener under de specifikke betingelser for organismens eksistens.

Alle karakteristika ved en organisme (fænotype) udvikles gennem interaktionen mellem genotype og miljø.

Kun med den kombinerede samtidige påvirkning af arvelighed (genotype) og miljø fremkommer en organismes (fænotype) karakteristika. En genotypes evne til at blive realiseret på en særlig måde (på forskellige måder) under forskellige miljøforhold og til at reagere på skiftende forhold giver organismen mulighed for at eksistere i sit miljø, dets levedygtighed og udvikling.

1. Hvordan adskiller genernes interaktion sig fra deres multiple handlinger?

2*. Forklar begreberne "genotypisk miljø" og "ydre miljø".

3. Erstat de fremhævede ord med et udtryk.

Samspillet mellem gener, såvel som deres tvetydige handlinger, fører til den konklusion, at forholdet mellem gener og egenskaber er ret komplekse.

4*. Fuldend udsagnet ved at vælge de rigtige ord.

De duplikative handlinger af forskellige gener i manifestationen af en given egenskab kaldes:

§ 23 Bestemmelse af køn og nedarvning af kønsbundne karakteristika Det meste af beviserne til fordel for den kromosomale arvelighedsteori, underbygget af Morgan, blev opnået fra forsøg med Drosophila. En omhyggelig cytologisk undersøgelse af cellerne i denne flue afslørede forskelle mellem kromosomerne hos hanner og hunner. Denne opdagelse gav grundlaget for at løse et vigtigt spørgsmål: hvilke mekanismer bestemmer individers køn, dvs. deres dybeste forskelle, der påvirker udviklingen af mange træk og organer, der er direkte relateret til seksuel reproduktion?

Det viste sig, at Drosophila-celler har fire par kromosomer. Af disse er tre par identiske hos begge køn, og det fjerde par består af kromosomer, der er forskellige i udseende. Hunnerne har to lige kromosomer i det fjerde par, mens hannerne har et lige og et buet. Lige kromosomer kaldes X-kromosomer (X-kromosomer), og buede kromosomer kaldes Y-kromosomer (Y-kromosomer). Et par forskellige kromosomer, forskellige hos mænd og kvinder, kaldes kønskromosomer (X og Y). Alle kromosomer, der er identiske i udseende i cellerne i toboende organismer, undtagen kønskromosomer, kaldes autosomer (fra det græske autos - "selv" og soma - "krop") eller ikke-kønskromosomer (A). Udseendet af kromosomerne af en mandlig og kvindelig Drosophila er vist i figur 31. Det samlede antal, størrelse og form af kromosomer, der er karakteristiske for en bestemt type organisme, kaldes en karyotype (fra det græske karyon - "kerne" og stavefejl - " form", "prøve").

Alle æg (hunlige kønsceller) af Drosophila i det haploide sæt (i genomet) indeholder fire kromosomer, hvoraf det ene er et X-kromosom. Sædceller (mandlige kønsceller) har også fire kromosomer, men blandt dem bærer den ene halvdel af sæden X-kromosomet, og den anden halvdel bærer Y-kromosomet.

Befrugtning af ethvert æg med en sædcelle indeholdende et X-kromosom giver anledning til en zygote kvindelig type XX. Men hvis befrugtningen af ægget udføres af en sædcelle indeholdende et Y-kromosom, opstår der en zygote mandlig type XY (fig. 32).

En lignende metode til at bestemme køn er iboende i alle pattedyr, inklusive mennesker.

Afkommets køn bestemmes af den type sæd, der befrugter ægget.

Talrige undersøgelser af plante-, dyre- og menneskeceller har bekræftet tilstedeværelsen af mandlige og kvindelige kønskromosomer.

Alle menneskelige somatiske celler (kroppens celler) har 46 kromosomer. Hos kvinder er de repræsenteret af 22 par autosomer (ikke-køn) og et par kønskromosomer XX, mens de hos mænd - 22 par autosomer og et par kønskromosomer XY (fig. 33).

Som alle organismer har menneskelige kønsceller (æg og sædceller) et haploid sæt kromosomer, dannet under processen med reduktionsdeling i meiose. Derfor har hver ægcelle 22 autosomer og et X-kromosom. Sædceller har også et haploid sæt kromosomer, men den ene halvdel af sæden i cellen har udover 22 autosomer et X-kromosom, og den anden halvdel har 22 autosomer og et Y-kromosom.

Under befrugtningen, efter at en sædcelle med et Y-kromosom trænger ind i ægget, dannes en zygote (X Y), hvorfra en dreng udvikler sig, og hvis en sædcelle med et X-kromosom trænger ind, udvikler en pige sig fra en sådan zygote (XX). Kromosomer X og Y sætter begyndelsen på hele kæden af begivenheder, der vil føre til undertrykkelse af egenskaberne hos det ene og manifestationen af det andet køns egenskaber.

Menneskets køn styres genetisk - af generne fra kønskromosomer X og Y.

En kvinde (XX) har altid et X-kromosom fra sin far og et X-kromosom fra sin mor. En mand (X Y) har kun et X-kromosom fra sin mor. Dette bestemmer det særlige ved arv af gener placeret på kønskromosomer. Hos mennesker spiller Y-kromosomet en afgørende rolle i kønsbestemmelsen.

Hver person arver fra sine forældre kropsform, blodtype, hud- og øjenfarve, biokemisk aktivitet af celler og meget mere. Samtidig følger menneskelig arv, ligesom alle andre organismer, i manifestationen af træk stort set Mendelske love. Eksempler på nedarvning af nogle menneskelige egenskaber er vist i tabel 1.

Det faktum, at børn ligner deres forældre på en eller anden måde, indikerer, at sådanne egenskaber er arvelige.

Fordelingen af forældrekarakteristika i afkommet afhænger af fordelingen af forældrekromosomer i meiose og deres efterfølgende parvise kombination i zygoten under befrugtning. Kønskromosomer indeholder gener, der ikke kun bestemmer køn, men også andre egenskaber ved kroppen, som kaldes kønsbundne.

Nedarvning af visse menneskelige egenskaber Overførslen af gener placeret på kønskromosomerne og nedarvningen af egenskaber kontrolleret af disse gener kaldes kønsbundet arv.

Kønskromosomer kan indeholde gener, der ikke er relateret til seksuelle egenskaber. Der er især mange sådanne gener på X-kromosomet. Til sammenligning er Y-kromosomet genetisk inert. De fleste gener på X-kromosomet er ikke repræsenteret på Y-kromosomet. Derfor kan arven af karakteristika knyttet til et individs køn repræsenteres forskelligt hos mænd og kvinder, hos kvindelige og mandlige individer i dyreverdenen.

For eksempel findes skildpaddefarven på katte (vekslende sorte og røde pletter) kun hos hunner. Dette faktum kunne ikke forklares i lang tid, før det blev kendt, at B-genet - sort farve og b-genet - rød farve er placeret på X-kromosomerne. Disse gener er fraværende på Y-kromosomet. Da en han kun har ét X-kromosom, kan en kat være enten sort eller rød, men vil ikke have en skildpaddefarve, fordi dens udvikling er nødvendig på samme tid af begge gener - B og b - i kroppen.

Lad os betegne X-kromosomet, der bærer det dominante gen B som XB, og X-kromosomet med det recessive gen L som Xb. Ifølge arvelovene er følgende kombinationer af generpar i kromosomer og deres fænotyper mulige: XB XB - sort kat; Хb X b - rød kat; Xb X b - skildpaddekat; X B Y - sort kat; Xb Y - rød kat.

Der er tre typer kønsbundet arv: arv ved hjælp af gener lokaliseret på X-kromosomet; arv på grund af tilstedeværelsen af alleler af de samme gener på X- og Y-kromosomerne; arv observeret, når visse gener kun er til stede på Y-kromosomet.

Studiet af kønsbundet arv og mekanismen for overførsel af egenskaber er meget vigtigt for at øge levedygtigheden af levende organismer, for opdrætternes arbejde, samt for at belyse årsagerne til arvelige sygdomme forårsaget af ændringer i arvematerialet i organisme.

1. Hvordan bestemmer man en fremtidig organismes køn?

2*. Konstruer et korrekt udsagn.

Det samlede antal, størrelse og form af kromosomer af enhver type levende organisme kaldes:

a) genotype;

b) X-kromosom;

c) Y-kromosom;

d) karyotype.

3*. Inkluder det manglende ord i udsagnet.

Alle kromosomer, der er identiske i udseendet i cellerne i toboende organismer, undtagen..., kaldes autosomer.

4. Hvor mange kromosomer er der i menneskeceller?

§ 24 Arvelig variation I naturen er det vanskeligt at finde to helt ens individer, selv hos afkom af samme forældrepar. Som du allerede ved, kaldes organismers egenskab til at eksistere i forskellige former eller tilstande variabilitet.

Variabilitet er en fælles egenskab for alle organismer. Det viser sig i dem i en række tegn. For eksempel adskiller selv to planter af samme art, der vokser i nærheden, sig i antallet af skud og frugter, bladstørrelser og andre egenskaber. Simple observationer kan dog ikke altid afgøre, om variabilitet er resultatet af en genotypelidelse (arveligt bestemt), eller om den ikke er forårsaget af en genotypelidelse. Dette kan kun fastslås gennem forsøg (for eksempel ved krydsning).

Ethvert tegn er et synligt resultat af implementeringen af arvelighed (genotype) under givne forhold. Derfor afhænger tegnene på den ene side af organismens genetiske egenskaber og på den anden side af dens livsbetingelser.

Som følge heraf afspejler variabilitet organismens forhold til miljøet og påvirker enhver af dens karakteristika og genetiske strukturer: gener, kromosomer og genotypen som helhed.

Miljøet påvirker hele tiden kroppen, ændrer, svækker eller styrker manifestationen af dens arvelige egenskaber. Samtidig producerer de oprindelige organismer under reproduktionsprocessen altid afkom, der ligner dem selv, idet de realiserer livets kontinuitet i henhold til "celle fra celle"-princippet, dvs.

"som afføder som." Et kattepars afkom er altid katte, ligesom afkom af en encellet alge, Chlorella, altid vil være Chlorella. Ved at arve forældrenes egenskaber overføres ligheder med dem til afkommet.

Afkommet arver dog kun det genetiske materiale, der er koncentreret i kromosomerne. Derfor arver børn ikke træk og egenskaber fra deres forældre, men gener, der styrer disse træk og egenskaber. Desuden gennemgår generne selv (og kromosomerne) en række ændringer under meioseprocessen og et individs liv, som er forårsaget af:

virkningen af forbundet nedarvning af egenskaber, såvel som kønsbundet arv; lokalisering af gener i kromosomer; dominans af allelgener mv.

Dette fører til, at afkommet udvikler egenskaber, som forældrene og deres forfædre ikke havde. Variabiliteten, der opstår på denne måde, sikrer uligheden mellem afkom og forældre.

Variation, der opstår på grund af ændringer i genetisk materiale, kaldes arvelig eller genotypisk.

Et af resultaterne af arvelig variabilitet er dannelsen af nye organismer (nye genotyper), hvilket sikrer livets mangfoldighed, dets fortsættelse og evolutionære udvikling.

Genotypisk variabilitet er bredt repræsenteret i naturen. Nogle gange er disse meget store ændringer, manifesteret for eksempel i tegn på dobbelthed i blomster, korte ben hos dyr (får, høns), men oftere er disse små, knap mærkbare afvigelser fra normen.

En ændring i genotype fører normalt til en ændring i fænotype.

Genotypisk (arvelig) variabilitet er normalt baseret på nye kombinationer af alleler dannet under meiose, befrugtning eller mutation. Derfor er arvelig (genotypisk) variabilitet opdelt i to typer: kombinativ og mutationel. I begge tilfælde er strukturen af genet og strukturen af kromosomerne forstyrret, det vil sige nukleotidsekvensen i DNA, antallet af kromosomer ændres, og par af gen-alleler opdeles også; med andre ord ændres genotypen. Alt dette fører til fremkomsten af nye arvelige egenskaber.

Kombinativ variabilitet er resultatet af omfordelingen af forældrenes arvelige materiale blandt deres afkom. Rekombination eller rekombination af gener og kromosomer forekommer normalt under meiose (under krydsningsprocessen, under divergensen af homologe kromosomer) og under befrugtning.

Kombinativ arvelig variabilitet er universel ejendom mutationsændringer i form af vinger, kropsfarve, øjne, såvel som mange fysiologiske tegn(forventet levetid, fertilitet, modstandsdygtighed over for skadelige faktorer osv.).

De fleste mutationer er neutrale, men der er mutationer, der er skadelige for kroppen, nogle (dødelige) forårsager endda dens død. Meget sjældent forekommer gavnlige mutationer for kroppen, der forbedrer nogle egenskaber hos et individ, men det er de, der er fastgjort i afkommet, der giver det nogle fordele i naturlig selektion frem for andre.

Genotypisk variabilitet er iboende i alle levende organismer. Det er hovedkilden til genetisk mangfoldighed af individer inden for en art, som bestemmer udviklingen af arter i naturen og selektion bedste former i udvælgelse.

Et vigtigt mønster af arvelig variation blev identificeret af en fremragende russisk videnskabsmand - botaniker, genetiker og opdrætter, N.I. Vavilov. Han fandt ud af, at man ud fra arvelige ændringer i en art kan forudsige lignende ændringer i lignende arter og endda slægter.

Det mønster, han opdagede, kaldes loven om homologiske serier i arvelig variabilitet eller Vavilovs lov.

Ved at studere variabiliteten af karakterer i talrige arter og slægter af kornfamilien opdagede Vavilov, at i nært beslægtede arter og slægter af korn forløber processen med arvelig variabilitet parallelt og ledsages af fremkomsten af lignende karakterer med en sådan nøjagtighed, at man ved at vide en række former i en art, er det muligt at forudsige udseendet af lignende former og i andre beslægtede arter og slægter.

Dette mønster blev også tydeligt observeret i bælgfrugter, græskar, natskygge, korsblomstrede og andre arter. Det viste sig, at lignende serier af arvelig variabilitet også findes på niveau med beslægtede familier (tabel 2).

Variation af arvelige karakterer hos repræsentanter for bælgplantefamilien Arvelige karakterer Blomsterfarve:

lilla N.I. Vavilov skrev: "Hele plantefamilier er generelt karakteriseret ved en vis cyklus af variation, der går gennem alle de slægter, der udgør familien."

Det teoretiske grundlag for at etablere rækker af egenskabsvariabilitet er ideen om oprindelsesenheden af beslægtede arter fra fælles forfædre, der besad et bestemt sæt gener, der optræder (eller burde forekomme) i efterkommere i forskellige slægter og arter. Vavilovs forskning vedrørte direkte planter, men loven om homologiske serier af arvelig variabilitet, som han formulerede, viste sig at være gældende for dyr.

1. Nævn årsagen til arvelig variabilitet.

2*. Forklar hvilken rolle genotypisk variabilitet spiller i den levende natur.

3. I hver linje er tre led forbundet på en bestemt måde. Giv deres generelle karakteristika og definer et fjerde udtryk, der ikke er relateret til dem.

a) Gen, variabilitet, genotype, arvelighed.

b) Fænotype, egenskab, gen, mutation.

c) Kombinativ variabilitet, mutagen, mutation, genotypisk variabilitet.

§ 25 Andre typer af variabilitet På baggrund af forekomstmekanismerne og karakteren af ændringer i karakteristika skelnes der ud over arvelig (genotypisk) yderligere to typer af variabilitet - modifikation og ontogenetisk.

Modifikationsvariabilitet. Variation, der opstår uden ændringer i genotypen, kaldes modifikation (fra latin modus - "mål", "type" og facio - "jeg gør"), eller ikke-arvelig (fænotypisk).

Modifikationsvariabilitet manifesterer sig i modifikationer - ændringer i en organismes egenskaber (dens fænotype) under påvirkning af miljøfaktorer.

Det er ikke forbundet med en ændring i genotypen, men er bestemt af det. Ydre påvirkninger kan forårsage ændringer hos et individ, der kan være skadelige, ligegyldige eller gavnlige for det - adaptive tilpasninger (lat. adaptatio - "tilpasning", "tilpasning"). Men alle modifikationer er relative i naturen, virker kun under specifikke forhold og bevares ikke under andre forhold, da de ikke er fikseret i genotypen og ikke nedarves.

Ændringer dukker op gennem en organismes levetid, hvilket gør det muligt for den at eksistere under specifikke miljøforhold.

Ændrende tilpasninger nedarves ikke.

Ethvert par af organismer af samme art er altid noget forskellige fra hinanden. I en skov, i en skovbryn, i en skovlysning eller i en nærliggende mark adskiller voksende planter af samme art sig fra hinanden (i størrelse, væksthastighed, kroneform, blomsterstande osv.), fordi de udvikler sig i ulige omgivelser forhold: de modtager ulige mængder af lys og vand , mineralske stoffer, kommer i kontakt med forskellige sammensætninger af naboarter. Det samme billede er typisk for individer af svampe, dyr og alle andre organismer.

Selv bladene af den samme plante har forskellige anatomiske, fysiologiske og morfologiske egenskaber. For eksempel har bladene i syrener på den solrige side af busken en let struktur, og i kronens dybder og på den skyggefulde side har de en skyggestruktur (fig. 34). I Vallisneria, pilespids, vand ranunkel og mange andre vandplanter har bladene under og over vandet forskellige udseende og den indre struktur af væv og celler (fig. 35).

Der er mange eksempler på modifikationsvariabilitet. De viser, at selv organismer med samme genotype, men vokset ind forskellige forhold altid adskille sig fra hinanden i manifestationen af karakteristika, dvs. fænotypisk. Sådanne egenskaber nedarves ikke, da de ikke er fikseret i genotypen.

Ændringerne observeret i Bonellia-sproget, eller ændringer i formen af blade i pilespidser, lilla, samt en stigning i mælkeydelse med rigelig fodring af køer, øget forgrening af skud ved beskæring af apikale knopper, forbedret sundhed med brug af vitaminer og mange lignende eksempler af kvantitativ karakter, viser sig på en lignende måde i alle individer af hver art. Derfor kaldes modifikationsvariabilitet også gruppe (masse) eller specifik. Disse udtryk blev introduceret af Charles Darwin. Han bemærkede, at en vis variabilitet observeres i tilfælde, hvor alle individer af en given race, eller sort eller art, under indflydelse af en bestemt årsag, ændrer sig på samme måde i én retning.

Reaktionsnorm. Modifikationsvariabilitet har ret strenge grænser eller grænser for manifestationen af et træk, bestemt af individets genotypiske egenskab. Grænserne for modifikationsvariabilitet af en organismes egenskab kaldes dens reaktionsnorm. Reaktionsnormen karakteriserer organismer af en given arts evne til at reagere (inden for genotypen) på skiftende forhold og muligheden for, at symptomer manifesterer sig under bestemte specifikke tilstande på en særlig måde. Nogle egenskaber (f.eks. ægproduktion, mælkeproduktion, fedtophobning, vægt og vækst af organismer), dvs. karaktertræk af kvantitativ karakter, har en meget bred reaktionshastighed, andre (pelsfarve, frø, bladform, størrelse og form) af æg), dvs. de kvalitative egenskaber er meget snævre. Grænserne for reaktionsnormen er bestemt af genotypen.

Den tamme japanske vagtel lægger æg, hvis gennemsnitsvægt er 10 g.

udsættelse for UV-stråler, forsvinder solbrunen gradvist. Hos nogle fisk sker kønsændringer til det modsatte og tilbage, og nogle gange tager denne proces kun et par minutter (for eksempel hos Seranus siddepinde). I de fleste tilfælde er ændringer ustabile og forsvinder, så snart virkningen af de faktorer, der forårsagede dem, ophører, men de giver individer mulighed for at overleve under specifikke ændrede forhold.

Modifikationer er ikke-arvelige adaptive reaktioner af kroppen (og celler) på ændringer i miljøforhold.

Grundlaget for modifikationsvariabilitet er fænotypen som et resultat af interaktionen mellem genotypen og eksterne forhold. Derfor kaldes denne type variabilitet også for fænotypisk.

Betydningen af modifikationsvariabilitet blev godt udtrykt af en indenlandsk videnskabsmand, der studerede evolutionære spørgsmål - I.I. Schmalhausen: "Adaptiv (adaptiv) modifikation er den første test af en reaktion, ved hjælp af hvilken kroppen så at sige tester muligheden for at erstatte og mere succesfuldt bruge miljøet."

Modifikationsvariabilitetens rolle i naturen er stor, da det giver organismer mulighed for at tilpasse sig (tilpasning) til skiftende miljøforhold under deres ontogenese.

Ontogenetisk variabilitet. Ontogenetisk eller aldersrelateret variabilitet refererer til de naturlige ændringer i en organisme, der opstår under dens individuelle udvikling (ontogenese). Med en sådan variabilitet forbliver genotypen uændret, derfor er den klassificeret som ikke-arvelig. Alle ontogenetiske ændringer er dog forudbestemt af arvelige egenskaber (genotype), som ofte ændres under ontogenesen. Som følge heraf opstår der nye egenskaber i genotypen. Dette bringer ontogenetisk variabilitet tættere på arvelig. Ontogenetisk variabilitet indtager således en mellemposition mellem arvelig og ikke-arvelig variabilitet (tabel 3).

Variabilitetstyper Alle typer af variabilitet har stor betydning for organismers liv.

Variabilitet, dvs. organismers evne til at eksistere i forskellige variationer, i form af individer med forskellige egenskaber, - en af de vigtigste faktorer liv, der sikrer organismers (populationer og arters) tilpasningsevne til skiftende eksistensbetingelser og bestemmer arternes udvikling.

1. Er det muligt at gøre korthårede katte til langhårede ved at forbedre fodringsforholdene?

2*. Forklar reaktionsnormernes rolle i et individs og en arts liv. 3. I hver linje er tre udtryk forbundne på en bestemt måde. Giv deres generelle karakteristika og definer et fjerde udtryk, der ikke er relateret til dem.

Modifikation, fænotypisk, mutationel, specifik (variabilitet).

Ontogenetisk, arvelig, ikke-arvelig, adaptiv (variabilitet).

Laboratoriearbejde nr. 4 (se bilag, s. 231).

§ 26 Arvelige sygdomme forbundet med køn Der er omkring 3000 arvelige sygdomme og anomalier (deformiteter) i medicinsk genetik.Undersøgelse og eventuel forebyggelse af konsekvenserne af menneskelige genetiske defekter er meget vigtig for dens bevarelse som art. I øjeblikket lider omkring 4% af nyfødte børn af genetiske defekter. Det antages, at cirka én ud af 10 menneskelige kønsceller bærer fejlagtig information på grund af mutation. Gameter med fejl i arvematerialet forårsager aborter eller dødfødsler.

Alle arvelige sygdomme kan opdeles i to store grupper:

sygdomme forbundet med genmutationer og sygdomme forbundet med kromosommutationer.

Gensygdomme og abnormiteter. Disse omfatter bl.a patologiske tilstande organismer, der opstår som følge af en mutation i et gen. For eksempel fører en krænkelse af DNA-replikation til en ændring i vekslen af nukleotidpar, hvilket igen forårsager metaboliske "fejl".

Mange medfødte (som et individ er født med) anomalier og sygdomme er forårsaget af forstyrrelser i gener lokaliseret på X- eller Y-kromosomet. I disse tilfælde taler vi om kønsbunden arv. For eksempel er en anomali såsom farveblindhed (manglende evne til at skelne mellem røde og grønne farver) forårsaget af et gen placeret på X-kromosomet.

Hos mennesker er et af generne på X-kromosomet ansvarlige for farvesyn. Den recessive allel sikrer ikke udviklingen af nethinden, der er nødvendig for at skelne mellem røde og grønne farver. En mand, der bærer sådan et recessivt gen på sit X-kromosom, lider af farveblindhed, det vil sige, at han skelner gult og blåt, men grønt og rødt virker det samme for ham. Farveblindhed overføres ikke gennem den mandlige linje, da farveblinde mænd modtager deres X-kromosom fra deres mor, en bærer af det defekte gen (fig. 37). En kvinde kan kun være farveblind, hvis faderen er farveblind, og moderen er bærer af dette recessive gen.

Kønsbundet (gener er placeret på X-kromosomet) er også nedarvet Forskellige typer hæmofili, hvor blodet ikke størkner, og en person kan dø af blodtab selv med en lille ridse eller et snit.

Denne sygdom opstår hos mænd, hvis mødre, som er sunde, er bærere af det recessive hæmofili-gen.

Det er blevet fastslået, at hæmofili er forårsaget af et recessivt gen placeret på X-kromosomet, derfor har kvinder, der er heterozygote for dette gen, normal blodpropper. I et ægteskab med en rask mand (ikke en hæmofili! en kvinde videregiver til halvdelen af sine sønner et X-kromosom med genet for normal blodkoagulering, og til halvdelen - et X-kromosom med genet for hæmofili. Desuden har hendes døtre normal blodpropper, men halvdelen af dem kan være bærere af hæmofili-genet, som vil påvirke de mandlige efterkommere i fremtiden.

Arven af hæmofili er blevet grundigt undersøgt blandt efterkommere kongelige familier Europa. Fordelingen af hæmofili i disse familier er vist i figur 38.

Kromosomsygdomme. Denne type arvelig sygdom er forbundet med ændringer i antallet eller strukturen af kromosomer. I de fleste tilfælde overføres disse ændringer ikke fra syge forældre, men opstår, når der er forstyrrelser i kromosomernes divergens under meiosen, når der dannes kønsceller, eller når der er forstyrrelser i mitosen i zygoten på forskellige stadier af spaltningen.

Af de kromosomale (autosomale) sygdomme er Downs sygdom blevet undersøgt mere detaljeret. Denne sygdom er forbundet med nondisjunction under delingen af det 21. kromosom. Som et resultat af denne anomali har embryonale celler 47 kromosomer i stedet for de sædvanlige 46 for mennesker.Kromosom 21 vises ikke i dobbelt, men i tredobbelt mængde (trisomi).

Typiske tegn på patienter med Downs syndrom er en bred næserygge, skrå øjne med en særlig fold i øjenlåget, en altid åben mund med en stor tunge og mental retardering. Omkring halvdelen af dem har hjertefejl. Downs syndrom er ret almindeligt. Sådanne børn fødes dog sjældent af unge mødre (under 25 år) (0,03-0,04 % af de nyfødte), og blandt kvinder over 40 år fødes næsten 2 % af børnene med Downs syndrom.

FEDERAL FORESTRY AGENTUR FOR RUSLAND ULYANOVSK AFDELING AF FSUE ROSLESINFORG FORESTRY REGULATIONS OF RADISCHEVSKY FORESTRY UD af Skovbrugsministeriet, MILJØLEDELSE OG ØKOLOGI I ULYANOVSK REGIONEN Direktør R.M. Gareev chefingeniør N.I. Starkov Ulyanovsk 2012 3 INDHOLD Nr. Sektion Sidenavn Introduktion Kapitel 1 Generel information Kort beskrivelse af skovbruget 1.1. Fordeling af skovområde på kommunal 1.2. formationer Placering af skovbrug 1.3...."

"Ostromov S.A. Begreber om økologi: økosystem, biogeocenose, grænser for økosystemer: søg efter nye definitioner // Bulletin of Moscow State University. Afsnit 16. Biologi. 2003. nr. 3. S.43-50. Bord Res. på engelsk. Sprog Bibliografi 44 titler [Ny fortolkning, ny definitionsmuligheder. Forskellene mellem de nye definitioner og de tidligere eksisterende er oplistet og begrundet. Det foreslås at skelne mellem 2 typer usikkerhed ved økosystemgrænser (s. 46-48). Et nyt koncept for en to-zone (to-kredsløb) rumlig struktur er blevet formuleret..."

"D. B. Kazansky, L. A. Pobezinsky, T. S. Tereshchenko MOTIVES I DEN PRIMÆRE STRUKTUR AF MHC KLASSE I-MOLEKYLER OG DERES ANVENDELSE TIL SKABELSE AF SYNTETISKE LIGANDER AF CELLERECEPTORER Statsinstitution Russian Oncological Scientific Center opkaldt efter Kazansky, N. 7,1 Moskhin, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2 skoe motorvej, 24 I dette arbejde har vi gjort et forsøg på at beskrive det enorme udvalg af alleliske former for molekyler af det store histokompatibilitetskompleks (MHC) klasse I af pattedyr i form af en enkelt formel,...”

"sam"), ifølge moderne forfattere, en kompleks neurobiologisk lidelse, en alvorlig mental lidelse, en ekstrem form for selvisolation, der er et resultat af en forstyrrelse i hjernens udvikling. I 1943 beskrev Dr. Leo Kaner fra Johns Hopkins Hospital først denne sygdom og gav den navnet "autisme". Næsten samtidig med ham..."

“Bulletin of MSTU, bind 15, nr. 4, 2012 s. 739-748 UDC 551.46 (268.41) At vurdere den oceanologiske viden om Barentshavet og Hvidehavet S.L. Dzhenyuk Murmansk Marine Biological Institute KSC RAS-sammendrag. Karakteristikaene for det nuværende vidensniveau om de oceanologiske karakteristika og indikatorer for tilstanden af økosystemerne i Barentshavet og Hvidehavet er givet. En metodisk tilgang til vurdering af vidensniveauet for det oceanologiske og hydrobiologiske regime foreslås baseret på en statistisk beskrivelse af de undersøgte..."

“med elementer af isoterapi, i folkeskolealderen Boks + med gaverne fra Eva Klassificering af vokallyde efter sted og stigningsgrad Konkurrence mptur Korps med bp på mod cp Antal personer i Krasnodar-regionen med navnet Tatyana Korenyuk Rød mursten m 100 i Ufa Book biologi bilych og "

"FODERAL FORESTRY AGENTUR FOR RF ULYANOVSK AFDELING AF FSUE ROSLESINFORG FORESTRY REGULATIONS OF THE SURSK FORESTRY MINISTRY OF FORESTRY, MILJØLEDELSE OG ØKOLOGI I ULYANOVSK REGIONEN Direktør R.M. Gareev chefingeniør N.I. Starkov Ulyanovsk 2012 3 INDHOLD Nr. Sektion Sidenavn Indledning Kapitel 1 Generel information Kort beskrivelse af skovdriften 1.1. Fordeling af skovområde på kommunal 1.2. formationer Placering af skovbrug 1.3...."

"UDC 581.151+582.28-19(470.5+571.1/.5)+504.5+504.7 A. G. Shiryaev ÆNDRINGER I MYCOBIOTA I DEN URAL-SIBERISKE REGION UNDER BETINGELSER MED GLOBAL IMPACTIVT OPVARMNING En langsigtet analyse af mikroorganismer og langvarig opvarmning. s af den ural-sibiriske region under forhold global opvarmning og tilhørende menneskeskabte påvirkninger. Hovedtendensen er berigelsen af dens mycobiota med arter fra andre geografiske områder, udvidelsen af rækkevidden af en række sydlige arter mod nord...”

"FHPP til motorstyring CMMP-AS-.-M3 Beskrivelse Profil udviklet af Festo til feltbusbaserede bevægelses- og positioneringssystemer: – CANopen – PROFINET – PROFIBUS – EtherNet/IP – DeviceNet – EtherCAT med interface: – CAMC-F-PN – CAMC-PB – CAMC-F-EP – CAMC-DN – CAMC-EC til motorstyring CMMP-AS-.-M 1205NH CMMP-AS-.-M Oversættelse af den originale betjeningsvejledning GDCP-CMMP-M3-C-HP - RU CANopen®, PROFINET®, PROFIBUS®, EtherNet/IP®, STEP 7®, DeviceNet®, EtherCAT®, TwinCAT®,..."

"Ministeriet for naturressourcer og miljøbeskyttelse i Komi-republikken Statsinstitution for Komi-republikkens territoriale fond for information om naturressourcer og miljøbeskyttelse i Komi-republikken STATSRAPPORT OM TILSTANDEN I MILJØET I KOMI-REPUBLIKKEN I 2012 Syktyvkar 2013 STATSRAPPORT ER 20 ÅR Kære læsere! I dine hænder er jubilæumsudgaven af State Report on the State of the Environment of the Komi Republic. Den første udgivelse af rapporten var..."

“FEDERAL FORESTRY AGENCY OF THE RUSSIA FORESTRY REGULATIONS OF SURSK FORESTRY MINISTRY OF FORESTRY, NATURE MANAGEMENT AND ØKOLOGI I ULYANOVSK REGIONEN Direktør R.M.Gareev Chief Engineer N.I.Starkov Ulyanovsk 2012 2012 C. KONT. 1. Generel information Kapitel 1 S. KONTAKT 1 Introduktion 1. Generel information. Korte karakteristika for skovdistriktet Fordeling af skovdistriktets territorium på kommune 1.2. formationer 1.3. Placering af skovdistrikt Fordeling af skovdistriktsskove efter...”

“www.ctege.info C5 Cell som et biologisk system 2.1. Celleteori, dens vigtigste bestemmelser, rolle i dannelsen af det moderne naturvidenskabelige billede af verden. Udvikling af viden om cellen. Organismers cellulære struktur, ligheden mellem strukturen af cellerne i alle organismer er grundlaget for den organiske verdens enhed, bevis på slægtskabet mellem den levende natur. Grundlæggende udtryk og begreber testet i eksamensopgaven: enhed af den levende natur. organisk verden, celle, celleteori, celleteoriens bestemmelser. Vi allerede..."

"G.G. Goncharenko, A.V. Kruk FUNDAMENTALS OF BIOTECHNOLOGY 3’ 5’ CG TA GC AT GC GC TA TA TA CG TA 3’ 5’ Gomel 2005 UDDANNELSESMINISTERIET FOR REPUBLIKKEN HVIDERUSLAND Uddannelsesinstitution Gomel State University opkaldt efter Francis Skaryna G.G. Goncharenko, A.V. Kruk FUNDAMENTALS OF BIOTECHNOLOGY Tekster til forelæsninger for studerende af speciale I – 31 01 01 – Biologi (videnskabelig og pædagogisk virksomhed) Gomel UDC 60 (075,8) BBK 30. 16 I G Bedømmere: L.I. Korochkin, tilsvarende medlem. RAS, doktor i medicinske videnskaber B.A...."

"Ministeriet for sundhed og social udvikling i Den Russiske Føderation Føderale Statsinstitution Videnskabeligt Center for Obstetrik, Gynækologi og Perinatologi opkaldt efter. I OG. Kulakova Russian Society of Obstetricians and Gynecologists Association for Cervical Pathology and Colposcopy Russian Society for Contraception Kongressoperatør JSC MEDI Expo All-Russian Congress Ambulant praksis - nye horisonter Samling af abstrakter Moskva 29. marts - 2. april 2010 All-Russian Congress Ambulant og poliklinik praksis - nye horisonter..."

"certificeret specialist i retningen 656600 Miljøbeskyttelse, speciale 280201 Miljøbeskyttelse og rationel udnyttelse af naturressourcer, fuldtids- og deltidsformer uddannelse SYKTYVKAR 2007 FORBUNDSORGANEN FOR UDDANNELSE SYKTYVKAR Skovbrugsinstitution – AFDELING AF STATS UDDANNELSESINSTITUT...”

"April 2014 COFO/2014/6.3 R-UDVALGET OM SKOVBRUG 22. MØDELSE Rom, Italien, 23.-27. juni 2014 FRIVILLIGE RETNINGSLINJER FOR NATIONAL SKOVOVERVÅGNING I. INDLEDNING Skovovervågning er blevet et centralt element i den nationale lovgivnings1. til miljø- og udviklingsspørgsmål. Oplysninger givet som led i overvågningsaktiviteter skovressourcer, 2. har vigtig for mange internationale aftaler..."

“Serie PROBLEMER OG MODSTIGHEDER I NEONATOLOGI GASTROENTEROLOGI OG ERNÆRING 978-5-98657-036-5 HEMATOLOGI, IMMUNOLOGI OG INFEKTIONSSYGDOMME 978-5-98657-037-2 HEMMATOLOGI 978-5-98657-037-57-98657-037-5-7-8-7-8-7-9 -038-9 LUNGER HOS NYFØDTE 978- 5-98657-039-6 NEUROLOGI 978-5-98657-041-9 NEFROLOGI OG VANDELEKTROLYT METABOLISME 978-5-98657-040-2 Gastroenterology and Nutrition Neonatology Questions, University of Neonatology University Florida College of Medicine Gainesville, Florida..."

"D.V. Bokhanov, D.L. Laius, A.R. Moiseev, K.M. Sokolov VURDERING AF TRUSLER MOD DET ARKTISKE MARINE ØKOSYSTEM i forbindelse med industrifiskeri ved at bruge eksemplet med Barentshavet UDC 574.5 (268.45) BBK 28.082 O-93 D.V. Bokhanov ( Verdensfonden dyreliv) D.L. Laius (St. Petersburg State University) A.R. Moiseev (World Wildlife Fund) K.M. Sokolov (Polarforskningsinstituttet for Fiskeri og Oceanografi) Vurdering af trusler mod det arktiske marine økosystem forbundet med industrielle..."

“www.ctege.info B8 Afsnit 2 Celle som biologisk system 2.1. Celleteori, dens vigtigste bestemmelser, rolle i dannelsen af det moderne naturvidenskabelige billede af verden. Udvikling af viden om cellen. Organismers cellulære struktur, ligheden mellem strukturen af cellerne i alle organismer er grundlaget for den organiske verdens enhed, bevis på slægtskabet mellem den levende natur. Grundlæggende udtryk og begreber testet i eksamensopgaven: enhed af den levende natur. organisk verden, celle, celleteori, celleteoriens bestemmelser. Vi..."

Prokaryoter. Eukaryoter. Celleorganeller. Monomerer. Polymerer. Nukleinsyrer. DNA. RNA. Enzymer. Biosyntese. Fotosyntese. Metabolisme. Biologisk oxidation (cellulær respiration). Kapitel 3

Reproduktion og individuel udvikling af organismer (ontogenese)

Efter at have studeret kapitlet vil du være i stand til at:

Beskriv de to hovedtyper af reproduktion og deres rolle i livets udvikling;

Tal om den biologiske betydning af befrugtning og zygotens rolle;

Afslør essensen af mitose og meiose og deres betydning;

Forklare celledelingsprocesserne og dens biologiske betydning;

Beskriv stadierne af ontogenese.

§ 13 Typer af reproduktion

Reproduktion er reproduktion af ens egen art, der sikrer artens fortsatte eksistens.

Reproduktion er den grundlæggende egenskab for alle organismer. Som et resultat af reproduktion øges antallet af individer af en bestemt art, kontinuitet og succession opnås i overførslen af arvelig information fra forældre til afkom. Efter at have nået en vis størrelse og udvikling, reproducerer organismen sit afkom - nye organismer af samme art og genbosætter dem i det omgivende rum.

Den mangfoldighed af organismer, der historisk har udviklet sig på Jorden, har ført til en ekstrem bred vifte af metoder til reproduktion. Alle er dog kun varianter af de to hovedtyper af reproduktion - aseksuel og seksuel.

Aseksuel reproduktion er selvreproduktion af organismer, hvor kun et individ (forælder) deltager. Som regel involverer seksuel reproduktion to individer (to forældre) - en kvinde og en mand.

Seksuel reproduktion. Hovedtræk ved seksuel reproduktion er befrugtning, dvs. sammensmeltningen af kvindelige og mandlige kønsceller og dannelsen af en fælles celle - en zygote (græske zygoter - "sammenføjet"). Zygoten giver anledning til en ny organisme, som kombinerer de to forældreorganismers arvelige egenskaber.

Kønsceller - kønsceller (græsk kønsceller - "ægtefælle") - dannes i forældreorganismer i specielle organer. Hos dyr og mennesker kaldes de kønsorganer, i planter - generative organer (græsk genero - "jeg producerer", "jeg føder"). Han- og hunkønsceller udvikles i dyrs kønsorganer og planters generative organer. Mandlige kønsceller er normalt små celler, der kun indeholder nukleare (arvelige) substanser. Nogle af dem er immobile (sperm), andre er mobile (spermatozoer).

Sædceller udvikles i alle angiospermer og gymnospermer, og sædceller udvikles i alger, mosser, bregner og de fleste dyreorganismer, inklusive mennesker.

Kvindelige kønsceller (æg) er ret store celler, nogle gange tusind gange større end sædceller. Ud over nukleart stof indeholder ægceller en stor forsyning af værdifuldt organisk stof nødvendig efter befrugtning for udviklingen af embryonet.

Befrugtning i mange primitive organismer (filamentøse grønalger, for eksempel spirogyra, nogle typer bakterier, ciliater, skimmelsvampe osv.) udføres ved sammensmeltning af to morfologisk identiske celler, hvilket resulterer i dannelsen af én celle - en zygote. Denne seksuelle proces kaldes konjugation (lat. conjugatio - "forbindelse"). Fusionsceller kaldes også kønsceller. Deres konjugation (fusion) producerer en zygote.

To naboceller af samme spirogyra-filament eller celler af to forskellige tilstødende filamenter kan konjugere. I dette tilfælde spilles rollen som den kvindelige reproduktive celle af den, som indholdet af en anden celle flyder ind i. Det flydende indhold anses for at være den mandlige kønscelle.

I ciliaterne konjugerer caudate-tøflerne to identiske fritsvømmende individer. Desuden smelter de ikke indholdet af cellerne sammen, men udveksler nukleart stof med hinanden.

Seksuel reproduktion er således karakteriseret ved udvikling af kønsceller, befrugtning og dannelse af en zygote, der kombinerer det arvelige stof fra to forskellige forældreindivider. Som følge heraf indeholder hvert datterindivid, der udvikler sig fra en zygote, nye egenskaber - fra to forskellige organismer af samme art.

Under seksuel formering optræder en organisme altid med unikke egenskaber, som endnu ikke er fundet i naturen, selvom den minder meget om sine forældre. Sådanne organismer med nye arvelige egenskaber modtaget fra begge forældre viser sig ofte at være mere tilpasset livet under skiftende miljøforhold.

Under seksuel reproduktion sker der en konstant fornyelse af arvelige egenskaber i dattergenerationerne af organismer. Dette er den største biologiske rolle af seksuel reproduktion i udviklingen af levende ting.

Der er ingen sådan fornyelse under aseksuel reproduktion, når datterorganismer kun udvikler sig fra en forælder og kun bærer dens arvelige egenskaber.

Aseksuel reproduktion. Det her gammel måde reproduktion af deres egen art, karakteristisk for organismer fra alle riger af levende natur, især prokaryoter. Denne reproduktionsmetode, som forekommer uden deltagelse af kønsceller, er udbredt i encellede organismer, svampe og bakterier.

I encellede og flercellede organismer udføres aseksuel reproduktion ved deling og knopskydning. Opdeling i prokaryoter sker ved indsnævring af cellen i to dele. Hos eukaryoter er deling mere kompleks og sikres af processer, der foregår i kernen (se § 14).

Et eksempel på aseksuel reproduktion er vegetativ reproduktion i planter. Vegetativ reproduktion forekommer også hos nogle dyr. Det kaldes reproduktion ved fragmentering, det vil sige dele (fragmenter) af kroppen, hvorfra et nyt individ udvikler sig. Reproduktion med fragmenter er typisk for svampe, coelenterater (hydra), fladorme(planaria), pighuder (søstjerne) og nogle andre arter.

Hos encellede og nogle flercellede dyr samt hos svampe og planter kan aseksuel reproduktion udføres ved knopskydning. Særlige udvækster dannes på moderens krop - knopper, hvorfra nye individer udvikler sig. En anden type aseksuel reproduktion er sporulation. Sporer er individuelle, meget små specialiserede celler, der indeholder en kerne, cytoplasma, er dækket af en tæt membran og er i stand til at modstå ugunstige forhold i lang tid. Når sporerne først er i gunstige miljøforhold, spirer de og danner en ny (datter)organisme. Sporulation er bredt repræsenteret i planter (alger, moser, pteridofytter), svampe og bakterier. Blandt dyr observeres spordannelse, for eksempel i sporozoer, især i malariaplasmodium.

Det er bemærkelsesværdigt, at under aseksuel reproduktion reproducerer de adskilte datterindivider fuldstændigt moderorganismens egenskaber. Når de først er i andre miljøforhold, kan de manifestere deres egenskaber anderledes, hovedsageligt kun i størrelsen (størrelsen) af nye organismer. Arvelige egenskaber forbliver uændrede.

Evnen til at gentage i datterorganismer forælderens uændrede arvelige kvaliteter, det vil sige at reproducere homogene afkom, er en unik egenskab ved aseksuel reproduktion.

Aseksuel reproduktion tillader artens egenskaber at forblive uændrede. Dette er den vigtige biologiske betydning af denne form for reproduktion. Organismer, der opstår aseksuelt, udvikler sig normalt meget hurtigere end dem, der opstår gennem seksuel reproduktion. De øger deres antal hurtigere og spreder sig over store områder meget hurtigere.

I de fleste encellede og flercellede organismer kan aseksuel reproduktion veksle med seksuel reproduktion.

For eksempel i nogle marine coelenterates er den seksuelle generation repræsenteret af solitære fritsvømmende vandmænd, og den aseksuelle generation af fastsiddende polypper. Hos planter, for eksempel hos bregner, er den seksuelle generation (gametofyt) repræsenteret af en lille bladlignende prothallus, og den ukønnede generation (sporofyt) er en stor bladplante, hvorpå der udvikles sporer (fig. 19).

Det er karakteristisk, at aseksuel reproduktion sker, når organismen er under gunstige forhold for den. Når forholdene forværres, skifter kroppen til seksuel reproduktion. Hos mange højtudviklede planter og dyr begynder den seksuelle reproduktion først, efter at organismen har gennemgået en række bestemte stadier i sin udvikling og nået en alder af seksuel modenhed.

Aseksuel og seksuel reproduktion er de to vigtigste måder at fortsætte livet på, dannet i processen med evolution af levende natur.

1. Forklar den evolutionære fordel ved seksuel reproduktion frem for aseksuel reproduktion.

2*. Hvad er den biologiske rolle af aseksuel reproduktion i evolutionen af levende ting?

Fusionen af to tilstødende, tilstødende celler er en metode til befrugtning i mange primitive organismer.

Bevægelige hankønsceller udvikles i de fleste dyr og planter, mens immobile hankønsceller kun udvikles i frøplanter.

§ 14 Celledeling. Mitose

Alle nye celler opstår ved at dele en eksisterende celle og implementere livets grundlæggende lov: "celle fra celle." Denne proces observeres i både encellede og flercellede organismer.

I encellede organismer ligger celledeling til grund for aseksuel reproduktion, hvilket fører til en stigning i deres antal. I flercellede organismer ligger deling til grund for dannelsen af selve organismen. Efter at have startet deres eksistens fra én celle (zygote) skaber de takket være gentagen deling milliarder af nye celler gennem aseksuel reproduktion: på denne måde vokser kroppen, dens væv fornyes, og gamle og døde celler erstattes. Celledeling stopper ikke gennem hele organismens liv - fra fødsel til død.

Det er kendt, at celler ældes over tid (de akkumulerer unødvendige stofskifteprodukter) og dør. Det anslås, at hos en voksen Total celler er mere end 10 15. Af disse dør omkring 1-2% af cellerne dagligt. Således lever leverceller ikke mere end 1-8 måneder, røde blodlegemer - 4 måneder, epitelceller i tyndtarmen - 1-2 dage. Kun nerveceller leve gennem hele et menneskes liv og funktion uden at blive erstattet. Alle andre humane celler udskiftes med nye cirka hvert 7. år.

Alle celleudskiftninger i kroppen udføres gennem deres konstante deling.

Selvreproduktion ved deling er en fælles egenskab for celler fra encellede og flercellede organismer. Imidlertid forekommer denne proces forskelligt i prokaryote og eukaryote celler.

Celledeling i prokaryoter. Celledeling af prokaryoter bestemmes af deres cellers strukturelle træk. Prokaryote celler har ikke en kerne eller kromosomer. Derfor formerer celler sig ved simpel deling. Det nukleare stof i bakterier er repræsenteret af et cirkulært DNA-molekyle, som traditionelt betragtes som et kromosom. DNA er ringformet og er normalt knyttet til cellemembranen. Før deling duplikeres bakterielt DNA, og hvert DNA er på sin side knyttet til cellemembranen. Når DNA-duplikationen er afsluttet, vokser cellemembranen mellem de resulterende to DNA-molekyler. Således er cytoplasmaet opdelt i to datterceller, som hver indeholder et identisk cirkulært DNA-molekyle (fig. 20).

Celledeling i eukaryoter. I eukaryote celler er DNA-molekyler indeholdt i kromosomer. Kromosomer spiller en stor rolle i celledelingsprocessen. De sikrer overførsel af al arvelig information og deltagelse i reguleringen af metaboliske processer i datterceller. Ved at fordele kromosomer mellem datterceller og overføre et strengt identisk sæt kromosomer til hver af dem, opnås kontinuitet af egenskaber i en række generationer af organismer.

Ved deling går kernen i en eukaryot celle gennem en række sekventielle og kontinuerlige stadier. Denne proces kaldes mitose (græsk mitos - "tråd").

Som følge af mitosen sker der først en fordobling og derefter en ensartet fordeling af arvematerialet mellem de to kerner i de fremkommende datterceller.

Metafase. Kromosomer flytter til midten af cellen. Hver af dem består af to kromatider forbundet med en centromer. Den ene ende af spindelfilamenterne er fastgjort til centromererne.

Anafase. Mikrotubuli trækker sig sammen, centromerer adskilles og bevæger sig væk fra hinanden. Kromosomerne adskilles, og kromatiderne bevæger sig til modsatte poler af spindlen.

Telofase. Nye kerner dannes. Kromosomerne i de nye kerner bliver tynde, usynlige under et mikroskop. Nukleolus dukker op igen, og kernehylsteret dannes. Dette er den sidste fase af cellekernedeling.

Delingen af kernen og dermed cellen fortsætter kontinuerligt, så længe cellen har midlerne til at sikre sin vitale aktivitet.

På anden fase af cellecyklussen opstår mitose, og cellen deler sig i to datterceller.

Efter adskillelse går hver af de to datterceller i interfase igen. Fra dette øjeblik begynder en ny (nu deres egen) cellecyklus i begge nye eukaryote celler.

Som du kan se, sker celledeling forskelligt i eukaryoter og prokaryoter. Men både simpel deling i prokaryoter og deling ved mitose i eukaryoter er metoder til aseksuel reproduktion: datterceller modtager den arvelige information, som modercellen havde. Datterceller er genetisk identiske med forælderen. Der er ingen ændringer i det genetiske apparat her. Derfor har alle celler, der opstår under celledelingsprocessen, og vævene dannet af dem genetisk homogenitet.

1. Forklar forskellene i celledelingsprocesserne i prokaryoter og eukaryoter.

2*. Hvorfor er afkommet identisk med forælderen i aseksuel reproduktion?

3. Beskriv mitoseprocessen og træk ved hver af dens stadier.

4. Erstat de understregede ord med termer.

Den første fase af mitosen begynder, når kromosomerne bliver synlige.

I slutningen af den tredje fase af mitosen er kromosomerne på modsatte poler af cellen.

Cellestrukturer, der indeholder genetisk information, bliver kun synlige under mitose.

Laboratoriearbejde nr. 2 (se bilag, s. 230).

§ 15 Dannelse af kønsceller. Meiose

Kønsceller (gameter) udvikles i kønsorganerne (generative) og spiller en afgørende rolle: de sikrer overførsel af arvelig information fra forældre til afkom. Under seksuel reproduktion, som et resultat af befrugtning, forekommer fusionen af to kønsceller (mandlig og kvindelig) og dannelsen af en celle - en zygote, hvis efterfølgende opdeling fører til udviklingen af en datterorganisme.

Typisk indeholder cellekernen to sæt kromosomer - et fra den ene og den anden forælder - 2p (det latinske bogstav "p" betegner et enkelt sæt kromosomer). En sådan celle kaldes diploid (fra det græske diploos - "dobbelt" og eidos - "art"). Det kan antages, at når to kerner smelter sammen, vil den nydannede celle (zygote) ikke længere indeholde to, men fire sæt kromosomer, som fordobles igen for hver efterfølgende fremkomst af zygoter. Forestil dig, hvor mange kromosomer der så ville samle sig i en celle! Men dette sker ikke i den levende natur: Antallet af kromosomer i hver art forbliver konstant under seksuel reproduktion. Dette skyldes, at kønsceller dannes ved speciel deling. Takket være dette kommer ikke to (2n), men kun ét par kromosomer (In), det vil sige halvdelen af, hvad der var i cellen før dens deling, ind i kernen af hver kønscelle. Celler med et enkelt sæt kromosomer, det vil sige, der kun indeholder halvdelen af hvert par kromosomer, kaldes haploide (fra det græske haploos - "simpel", "enkelt" og eidos - "art").

Processen med deling af kønsceller, som et resultat af hvilken der er halvt så mange kromosomer i kernen, kaldes meiose (græsk meiose - "reduktion"). En halvering af antallet af kromosomer i kernen (den såkaldte reduktion) sker under dannelsen af både mandlige og kvindelige kønsceller. Under befrugtningen dannes der igen et dobbelt sæt kromosomer (2n) i zygotens kerne ved fusion af kønsceller.

Ved hjælp af meiose dannes kønsceller med et mindre sæt kromosomer og med kvalitativt anderledes genetiske egenskaber end forældrecellernes.

Meiose, eller reduktionsdeling, er en kombination af to unikke stadier af celledeling, der følger hinanden uden afbrydelse. De kaldes meiose I (første deling) og meiose II (anden deling). Hver fase har flere faser. Navnene på faserne er de samme som faserne af mitose. Interfaser observeres før divisioner. Men DNA-duplikation i mitose sker kun før den første deling. Fremskridtet af meiose er vist i figur 23.

I den første interfase (forud for den første deling af meiose) er der en stigning i cellestørrelse, fordobling af organeller og fordobling af DNA i kromosomer.

Takket være overkrydsning indeholder kønsceller kromosomer med forskellige arvelige egenskaber sammenlignet med kromosomerne i forældres kønsceller.

Fænomenet krydsning har fundamental biologisk betydning, da det øger den genetiske diversitet hos afkommet.

Kompleksiteten af de processer, der forekommer i profase I (i kromosomer, kerne) bestemmer den længste varighed af dette stadium af meiose.

Telofase I efterfølges af den anden interfase. Det tager meget kort tid, da der ikke sker DNA-syntese i den.

Den anden division (meiose II) begynder med profase II. De to datterceller, der opstår i telofase I, begynder deling svarende til mitose: nukleolerne og kernemembranerne ødelægges, spindeltråde vises, med den ene ende fastgjort til centromeren. I metafase er kromosomerne på linje langs ækvator af spindlen. I anafase II deler centromererne sig, og kromosomkromatiderne i begge datterceller bevæger sig mod deres poler.

Som et resultat opnås der fra hvert duplikeret kromosom to separate kromosomer, som går til modsatte poler af cellen. Ved begge poler dannes en kerne af grupper af kromosomer samlet her. I den er hvert par homologe kromosomer kun repræsenteret af et kromosom.

Som et resultat af meiose producerer en celle fire celler med et haploid sæt kromosomer.

Processen med dannelse af mandlige kønsceller (spermatozoer) kaldes spermatogenese (fra det græske spermatos - "frø" og genese - "fremkomst", "oprindelse"). Processen med udvikling af kvindelige kønsceller (æg) kaldes ovogenese eller oogenese (fra det græske oop - "æg" og genese - "fremkomst", "oprindelse"),

1. Hvorfor er egenskaberne af datterorganismer udviklet fra en zygote ikke identisk med deres forældre?

2*. Hvad er den biologiske betydning af meiose?

3. Erstat de fremhævede ord med et udtryk.

Celledeling, som resulterer i, at der er halvt så mange kromosomer i kernen, fører til dannelsen af kønsceller.

4. Fuldfør udsagnet ved at vælge det korrekte udtryk:

Identiske kromosomer fra far og mor kaldes:

a) haploid; c) diploid;

b) homolog; d) single.

§ 16 Individuel udvikling af organismer - ontogenese

I løbet af dens levetid gennemgår kroppen betydelige transformationer: den vokser og udvikler sig.

Encellede organismer, som alle celler, opstår gennem celledeling. I en nydannet celle dannes der ikke altid intracellulære strukturer, der giver dens specifikke funktioner og vitale processer. Det tager en vis tid for alle organeller at dannes og alle de nødvendige enzymer at blive syntetiseret. Denne tidlige periode af en celles (og encellede organismes) liv i cellecyklussen kaldes modning. Dette efterfølges af en periode med modent celleliv, der slutter med dets deling.

I den individuelle udvikling af en flercellet organisme skelnes der flere stadier, som ofte kaldes aldersperioder. Der er fire aldersperioder: germinal (embryonal), ungdom, modenhed og alderdom.

Hos langt de fleste animalske organismer foregår processen med embryonal udvikling på lignende måde. Dette bekræfter deres fælles oprindelse.

Postembryonal udvikling består af tre aldersperioder: ungdom, modenhed og alderdom. Hver af disse perioder er karakteriseret ved visse transformationer i organismens struktur og vitale processer på grund af dens arvelighed og indflydelsen af ydre forhold. I processen med postembryonal udvikling gennemgår kroppen kvantitative og kvalitative ændringer.

Ontogenese er udviklingen af et individ (individ), bestemt af arvelighed og påvirkning af miljøforhold.

Ontogenese er uden tvivl et af de mest fantastiske biologiske fænomener. Efter at have dukket op i form af et lille embryo eller rudiment gennemgår organismen en række komplekse udviklingsstadier, hvor alle de organer og mekanismer, der sikrer livsaktivitet, gradvist dannes. Efter at have nået seksuel modenhed, realiserer organismen den vigtigste funktion af den levende - den producerer afkom, som sikrer varigheden og kontinuiteten af eksistensen af dens art.

Eksistensen af enhver organisme er en kompleks og kontinuerlig proces med embryonal og post-embryonal udvikling under visse miljøforhold og over en tidsperiode, der er karakteristisk for hver art.

1. Beskriv perioden for organismens embryonale udvikling.

2. Erstat følgende definitioner med termer: en organisme i de tidlige udviklingsstadier; individuel udvikling af en flercellet organisme.

3*. Forklar hvorfor påvirkningen af farlige ydre påvirkninger (stråling, rygning) viser sig at være mere destruktiv på det embryonale stadium af ontogenese end på det postembryonale stadium.

Reproduktion er iboende i alle levende organismer. Ved hjælp af reproduktion sikres organismernes selvreproduktion og kontinuiteten i artens eksistens. Der er to hovedtyper af reproduktion af organismer - aseksuel og seksuel. Indirekte celledeling (mitose) under passagen af en række faser (profase, metafase, anafase, telofase) sikrer overførsel til datterceller af den samme arvelige information indeholdt i kernens kromosomer som forælderen. I interfase forbereder cellen sig til deling.

Seksuel reproduktion opstod i evolutionsprocessen senere end aseksuel reproduktion. Gennem meiose, overkrydsning og befrugtning giver seksuel reproduktion genetisk variabilitet, der gør det muligt for organismer at erhverve nye karakterer og egenskaber og derfor bedre tilpasse sig skiftende miljøforhold.

Den individuelle udvikling af alle organismer udføres i overensstemmelse med de arvelige egenskaber, der er iboende i arten og afhængig af miljøforhold.

Test dig selv

1. Forklar den biologiske rolle af kvindelige og mandlige reproduktive kønsceller.

2. Forklar de væsentligste forskelle mellem mitose og meiose.

3. Hvad er afhængigheden af organismens individuelle udvikling af miljøforhold i embryonal og postembryonal periode?

4. Hvilke stadier observeres i encellede organismers cellecyklus Forklar betydningen af interfase i en celles liv.

1. Beskriv begreberne "organismevækst" og "organismeudvikling".

Spørgsmål at diskutere

1. Beskriv den biologiske rolle af forskellige former for formering, hvis de observeres i organismer af samme art. Giv eksempler.

2. Afslør mekanismen til at sikre kontinuitet i livet.

Basale koncepter

Aseksuel reproduktion. Seksuel reproduktion. Gamete. Zygote. Kromosom. Mitose. Meiose. Krydser over. Cellecyklus. Diploid celle. Haploid celle. Ontogenese.

Grundlæggende i læren om arvelighed og foranderlighed

Efter at have studeret kapitlet vil du være i stand til at:

Forklare de grundlæggende begreber inden for genetik;

Beskriv mekanismen for kønsbestemmelse og typer af nedarvning af egenskaber;

Karakteriser arvelighed og variabilitet af organismer i den levende natur.

§ 17 Fra genetikkens udviklingshistorie

Genetik (græsk genesis - "oprindelse") er navnet på den videnskab, der studerer arvelighed og variabilitet af organismer, såvel som mekanismerne til at kontrollere disse processer. Det har en lang historie.

Men først i det 19. og begyndelsen af det 20. århundrede, da viden om celleliv blev akkumuleret, begyndte videnskabsmænd at studere fænomenet arv. Det første videnskabelige arbejde med studiet af arvelighed blev udført af den tjekkiske videnskabsmand og munk G. Mendel. I 1865 formulerede han i artiklen "Eksperimenter med plantehybrider" lovene om nedarvning af egenskaber, der lagde grundlaget for videnskaben om genetik. Mendel viste, at arvelige træk (tilbøjeligheder) ikke er "sammensmeltede", som tidligere antaget, men overføres fra forældre til efterkommere i form af diskrete (isolerede, separate) enheder, som han kaldte faktorer. Disse enheder, præsenteret i par i individer, smelter ikke sammen, men forbliver diskrete og videregives til efterkommere i mandlige og kvindelige kønsceller, en enhed fra hvert par.

I 1909 blev arvelige enheder kaldt gener af den danske videnskabsmand V. Johansen (græsk genos - "slægt"). I begyndelsen af det 20. århundrede. Den amerikanske embryolog og genetiker T. Morgan konstaterede eksperimentelt, at gener er placeret på kromosomer og er placeret der lineært. Begrebet genet har været centralt i genetikken lige siden.

En fremtrædende rolle i udviklingen af genetik i første halvdel af det 20. århundrede. spillet af vores hjemlige videnskabsmænd. SOM. Serebrovsky, der studerede dyrs genetik, viste genets komplekse struktur og introducerede udtrykket "genpool" i videnskaben. Læren om arv og foranderlighed blev beriget af N.I. Vavilov, der i 1920 formulerede loven om homologiske serier af arv og variabilitet, som sikrede en tæt sammenhæng mellem genetik og evolutionær undervisning. Yu.A. Filipchenko udførte adskillige eksperimenter med genetisk analyse af planter, udviklede metoder til at studere variabilitet og arvelighed. G.D. ydede også et væsentligt bidrag til udviklingen af genetik. Karpechenko, N.K. Koltsov, S.S. Chetverikov og andre forskere.

I 40'erne Det biokemiske grundlag for genetik blev lagt. Forskere har bevist nukleinsyremolekylers rolle i transmissionen af arvelig information, hvilket førte til fødslen af molekylær genetik. Afkodning af strukturen af DNA-molekylet, offentliggjort i 1953, viste den tætte forbindelse mellem denne kemiske forbindelse og arvelig information i gener.

Fremskridt inden for molekylær genetik har ført til skabelsen af en ny gren af biologisk videnskab - genteknologi, som gør det muligt, ved at manipulere individuelle gener, at opnå in vitro nye kombinationer af gener på et kromosom, som ikke tidligere eksisterede. Genteknologi er blevet udbredt i landbrugspraksis og bioteknologi.

Genetik er det teoretiske grundlag for selektion (latin selectio - "valg", "selektion") af planter, dyr og mikroorganismer, dvs. skabelsen af organismer med de egenskaber, som mennesker ønsker. Baseret på genetiske mønstre skaber opdrættere forbedrede sorter af planter og racer af husdyr. Ved hjælp af gensplejsningsmetoder udvikles nye stammer (rene kulturer) af mikroorganismer (bakterier, svampe), der syntetiserer stoffer til behandling af sygdomme.

Genforskeres forskning har ført til en forståelse af, at der sammen med infektionssygdomme er mange forskellige arvelige sygdomme. Tidlig diagnose af disse sygdomme giver rettidig indgriben i sygdomsforløbet og forhindrer eller bremser dens udvikling.

Genetiks videnskabelige og praktiske rolle bestemmes af betydningen af emnet for dens undersøgelse - arvelighed og variabilitet, det vil sige de egenskaber, der er iboende i alle levende væsener.

1. Hvad studerer genetikvidenskaben, hvornår og hvorfor blev det såkaldt?

2. Hvorfor betragtes G. Mendel som "genetikens fader"?

3. Erstat de fremhævede ord med et udtryk.

Data fra videnskab, der studerer organismers arvelighed og variabilitet, har nu fundet bred anvendelse inden for alle områder af biologien.

Enheder, der sikrer overførsel af arvelige egenskaber, er til stede i alle organismer uden undtagelse.

4*. Beskriv viden om nukleinsyrers rolle for udviklingen af genetik.

§ 18 Grundlæggende begreber om genetik

Genetik studerer to hovedegenskaber ved levende organismer - arvelighed og variabilitet.

Arvelighed er organismers evne til at overføre deres egenskaber og udviklingsegenskaber til deres afkom. Takket være denne evne bevarer alle levende væsener (planter, dyr, svampe eller bakterier) artens karakteristiske træk i deres efterkommere. Denne kontinuitet af arvelige egenskaber sikres ved overførsel af deres genetiske information. Bærere af arvelig information i organismer er gener.

Et gen er en enhed af arvelig information, der manifesterer sig som et træk ved en organisme.

Et gen er en del af et DNA-molekyle, der bestemmer muligheden for at udvikle en bestemt egenskab. Udviklingen af denne egenskab afhænger dog i høj grad af ydre forhold.

Helheden af alle gener (alleler) af et individ kaldes en genotype. Genotypen fungerer som et enkelt interagerende system af alle genetiske elementer, der kontrollerer manifestationen af alle tegn på organismen (udvikling, struktur, vital aktivitet).

Genotypen bestemmer grænserne (området) for organismens reaktionsnorm, dvs. dens genetiske evner, og fænotypen realiserer disse evner i egenskaber.

Hver organisme lever og udvikler sig under visse miljøforhold og oplever virkningen af eksterne faktorer. Disse faktorer (temperatur, lys, tilstedeværelsen af andre organismer osv.) kan manifestere sig i fænotypen, det vil sige, at organismens størrelse eller fysiologiske egenskaber kan ændre sig. Derfor kan manifestationen af symptomer selv i nært beslægtede organismer være anderledes. Disse forskelle mellem individer inden for en art kaldes variabilitet.

Variabilitet er levende organismers egenskab til at eksistere i forskellige former, hvilket giver dem evnen til at overleve under skiftende miljøforhold.

Variabilitet er en egenskab ved organismer, der er det modsatte af arv. Men både arv og variation er uløseligt forbundet. De sikrer kontinuiteten af arvelige egenskaber og evnen til at tilpasse sig skiftende nye miljøforhold, der bestemmer den progressive udvikling af livet.

Arvelighed og variabilitet er iboende i alle organismer. Genetik identificerer ved at studere arveligheds- og variabilitetsmønstre metoder til at kontrollere disse processer.

1. Hvad er en allel? Hvilke gener kaldes alleliske?

2. Sammenlign arvelighedens og variabilitets rolle i organismers liv.

3*. Fjern ord i sætninger, der forvrænger rigtigheden af udsagn.

Genet, som en arvelig faktor og diskret enhed af genetisk information, er lokaliseret i organellers kromosomer.

En genotype er et samlet system af alle kromosomer og genetiske elementer i en given celle eller organisme.

Grænserne for reaktionsnormen er bestemt af genotype og fænotype.

Anafase. Mikrotubuli trækker sig sammen, centromerer adskilles og bevæger sig væk fra hinanden. Kromosomerne adskilles, og kromatiderne bevæger sig til modsatte poler af spindlen.

Telofase. Nye kerner dannes. Kromosomerne i de nye kerner bliver tynde, usynlige under et mikroskop. Nukleolus dukker op igen, og kernehylsteret dannes. Dette er den sidste fase af cellekernedeling.

Delingen af kernen og dermed cellen fortsætter kontinuerligt, så længe cellen har midlerne til at sikre sin vitale aktivitet.

Cellecyklus. Eksistensen af en celle fra det øjeblik dens oprindelse som et resultat af deling til deling i datterceller kaldes celle livscyklus eller cellecyklus. Der er to stadier (eller stadier) i cellens livscyklus.

Første fase af cellecyklussen- klargøring af cellen til deling. Det kaldes interfase (fra latin inter - "mellem" og græsk fase - "udseende"). Interfase i cellecyklussen optager den længste (op til 90%) tidsperiode. I denne periode er kernen og nukleolus tydeligt synlige i cellen. Den unge celle vokser aktivt, proteiner biosyntetiseres, akkumuleres, DNA-molekyler forberedes til fordobling, og alt kromosommateriale duplikeres (replikeres). Kromosomerne er ikke synlige, men processen med deres fordobling er aktivt i gang. Et duplikeret kromosom består af to halvdele, der hver indeholder et dobbeltstrenget DNA-molekyle. Karakteristiske træk ved interfaseceller er despiralisering (afvikling) af kromosomer og deres ensartede fordeling i form af en løs masse i hele kernen. Mod slutningen af interfasen spiraler kromosomerne (vrider sig) og bliver synlige, men fremstår stadig som tynde aflange tråde (fig. 22).

I anden fase af cellecyklussen Mitose opstår, og cellen deler sig i to datterceller.

Efter adskillelse går hver af de to datterceller i interfase igen. Fra dette øjeblik begynder en ny (nu deres egen) cellecyklus i begge nye eukaryote celler.

Som du kan se, sker celledeling forskelligt i eukaryoter og prokaryoter. Men både simpel deling i prokaryoter og deling ved mitose i

Eukaryoter er metoder til aseksuel reproduktion: datterceller modtager den arvelige information, som forældrecellen havde. Datterceller er genetisk identiske med forælderen. Eventuelle ændringer i genetiske

apparatet sker ikke her. Derfor har alle celler, der opstår under celledelingsprocessen, og vævene dannet af dem genetisk homogenitet.

1. Forklar forskellene i celledelingsprocesserne i prokaryoter og eukaryoter. 2*. Hvorfor er afkommet identisk med forælderen i aseksuel reproduktion?

3. Beskriv mitoseprocessen og funktionerne i hvert af dens stadier.

4. Erstat de understregede ord med termer.

Første fase af mitose begynder, når kromosomerne bliver synlige

I slutningen af den tredje fase af mitose kromosomerne er på modsatte poler af cellen.

Cellestrukturer, der indeholder genetisk information, bliver kun synlige under mitose.

Laboratoriearbejde nr. 2 (se bilag, s. 230).

§ 15 Dannelse af kønsceller. Meiose

Kønsceller (gameter) udvikler sig i kønsorganerne (generative) og spiller en afgørende rolle: de sikrer overførsel af arvelig information fra forældre til efterkommere. Under seksuel reproduktion, som et resultat af befrugtning, forekommer fusionen af to kønsceller (mandlig og kvindelig) og dannelsen af en celle - en zygote, hvis efterfølgende opdeling fører til udviklingen af en datterorganisme.

Kun kønsceller er haploide. I alle andre celler i kroppen af disse organismer indeholder kernen et diploid (2n) - dobbelt sæt kromosomer.

Ved hjælp af meiose dannes kønsceller med et mindre sæt kromosomer og med kvalitativt anderledes genetiske egenskaber end forældrecellernes.

Meiose, eller reduktionsdeling, er en kombination af to unikke stadier af celledeling, der følger hinanden uden afbrydelse. De kaldes meiose I (første division) imeiosis II (anden division). Hver fase har flere faser. Navnene på faserne er de samme som faserne af mitose. Interfaser observeres før divisioner. Men DNA-duplikation i mitose sker kun før den første deling. Fremskridt af meiose

vist i figur 23.

I første interfase(forud for den første meiotiske deling) er der en stigning i cellestørrelse, fordobling af organeller og fordobling af DNA i kromosomer.

Første division (meiose I) begynder med profase /, hvor de duplikerede kromosomer (med to kromatider) er tydeligt synlige under et lysmikroskop. I denne fase identiske (homologe) kromosomer, men stammer fra kernerne

faderlige og moderlige kønsceller, kommer tættere på hinanden og "klæber sammen" langs hele længden i par. Centromerer (forsnævringer) af homologe kromosomer er placeret i nærheden og opfører sig som en enkelt enhed, der holder de fire kromatider sammen. Sådanne indbyrdes forbundne homologe dobbeltkromosomer kaldes et par eller bivalente (fra latin bi - "dobbelt" og valens - "stærk").

De homologe kromosomer, der udgør de bivalente, er tæt forbundet med hinanden på visse punkter. I dette tilfælde kan der opstå en udveksling af sektioner af DNA-strenge, som resulterer i, at der dannes nye kombinationer af gener i kromosomerne. Denne proces kaldes crossingover (engelsk cmssingover - “cross”) Overkrydsning kan føre til rekombination af store eller små dele af homologe kromosomer med flere gener eller dele af ét gen i DNA-molekyler (fig. 24).

Takket være overkrydsning indeholder kønsceller kromosomer med forskellige arvelige egenskaber sammenlignet med kromosomerne i forældres kønsceller.

Fænomenet krydsning har fundamental biologisk betydning, da det øger den genetiske diversitet hos afkommet.

Kompleksiteten af de processer, der forekommer i profase I (i kromosomer, kerne) bestemmer den længste varighed af dette stadium af meiose.

I metafase I er bivalenter placeret i den ækvatoriale del af cellen. Derefter,

i anafase I divergerer homologe kromosomer til modsatte poler af cellen. Telophase / fuldender den første deling af meiosen, som et resultat af hvilken der dannes to datterceller, selvom hvert kromosom i dem stadig forbliver fordoblet (dvs. består af to søsterkromatider ).

Telofase I efterfølges af anden interfase. Det kræver meget

kort tid, da der ikke sker DNA-syntese i den.

Den anden division (meiose II) begynder med profase II.

De to datterceller, der opstår i telofase I, begynder deling, svarende til mitose: nukleolerne og kernemembranerne ødelægges, spindeltråde opstår, med den ene ende fastgjort til centromeren. I metafase er kromosomerne på linje langs ækvator af spindlen. Under Vanafase II deler centromererne sig, og kromosomernes kromatider i begge datterceller bevæger sig mod deres poler.

I telofase II dannes kernemembranen igen omkring kernen, som nu indeholder et enkelt (haploid) sæt kromosomer, og celleindholdet deles. Reduktionsprocessen for kønscelledannelse ender med skabelsen af fire haploide celler - kønsceller.

I Som et resultat af meiose producerer en celle fire celler med et haploid sæt kromosomer.

Processen med dannelse af mandlige reproduktive celler (spermatozoer) kaldes spermatogenese(fra den græske spermatos - "frø" og tilblivelse - "fremkomst", "oprindelse"). Processen med udvikling af kvindelige kønsceller (æg) kaldes ovogenese eller iogenese (fra det græske oop - "æg" og genese - "opkomst", "oprindelse"),

1. Hvorfor er egenskaberne af datterorganismer udviklet fra en zygote ikke identisk med deres forældre?

2*. Hvad er den biologiske betydning af meiose?

3. Erstat de fremhævede ord med udtrykket.

Celledeling, som resulterer i, at der er halvt så mange kromosomer i kernen, fører til dannelsen af kønsceller.

§ 16 Individuel udvikling af organismer - ontogenese

I løbet af dens levetid gennemgår kroppen betydelige transformationer: den vokser og udvikler sig.

Sættet af transformationer, der finder sted i kroppen fra dets begyndelse til naturlig død, kaldes individuel udvikling iliontogenese

(fra græsk ontos - "eksistens" og genesis - "opkomst", "oprindelse"). I encellede organismer passer livet ind i én cellecyklus, og alle transformationer sker mellem to celledelinger. I flercellede organismer er denne proces meget mere kompleks.

Encellede organismer, som alle celler, opstår gennem celledeling. I en nydannet celle dannes der ikke altid intracellulære strukturer, der giver dens specifikke funktioner og vitale processer. Det tager en vis tid for alle organeller at dannes og alle de nødvendige enzymer at blive syntetiseret. Denne tidlige periode af en celles (og encellede organismes) liv i cellecyklussen kaldes modning. Dette efterfølges af en periode med modent celleliv, der slutter med dets deling.

I den individuelle udvikling af en flercellet organisme skelnes der flere stadier, som ofte kaldes aldersperioder. Der er fire aldersperioder: germinal (embryonal), ungdom, modenhed og alderdom.

Hos dyr skelnes der ofte kun mellem to perioder: embryonal og postembryonal Den embryonale periode er embryonets (embryoets) udvikling før dets fødsel. Postembryonisk kaldet udviklingsperioden for en organisme fra dens fødsel eller udgang fra ægget eller embryonale membraner til døden.

Embryonal periode af ontogenese(embryonal udvikling), som sker in utero i moderens krop og ender med fødslen, er til stede i de fleste pattedyr, inklusive mennesker. Hos oviparøse organismer og dem, der lægger æg, sker embryonal udvikling uden for moderens krop og ender med frigivelsen af ægmembranerne (hos fisk, padder, krybdyr, fugle såvel som hos mange hvirvelløse dyr - pighuder, bløddyr, orme

og osv.).

U Hos langt de fleste animalske organismer foregår processen med embryonal udvikling på lignende måde. Dette bekræfter deres fælles oprindelse.

U Hos mennesker, under embryonal udvikling, er den første, der begynder at adskille, hovedet og ryggen

hjerne. Dette sker i løbet af den tredje uge efter undfangelsen. På dette stadium er det menneskelige embryo kun 2 mm langt.

Efter fødslen eller udklækning fra ægget begynder postembryonal udvikling legeme. For nogle organismer tager denne livsperiode flere dage, for andre - flere ti eller hundreder af år, afhængigt af arten.

Ontogenese er udviklingen af et individ (individ), bestemt af arvelighed og påvirkning af miljøforhold.

Eksistensen af enhver organisme er en kompleks og kontinuerlig proces med embryonal og post-embryonal udvikling under visse miljøforhold og over en tidsperiode, der er karakteristisk for hver art.

1. Beskriv perioden for organismens embryonale udvikling.

2. Erstat følgende definitioner med termer: en organisme i de tidlige udviklingsstadier; individuel udvikling af en flercellet organisme.

3*. Forklar hvorfor påvirkningen af farlige ydre påvirkninger (stråling, rygning) viser sig at være mere destruktiv på det embryonale stadium af ontogenese end på det postembryonale stadium.

Den individuelle udvikling af alle organismer udføres i overensstemmelse med de arvelige egenskaber, der er iboende i arten og afhængig af miljøforhold.

Test dig selv

1. Forklar den biologiske rolle af kvindelige og mandlige kønsgameter.

2. Forklar de vigtigste forskelle mellem mitose og meiose.

3. Hvad er afhængigheden af den individuelle udvikling af en organisme af miljøforhold i den embryonale og postembryonale perioder?

4. Hvilke stadier observeres i encellede organismers cellecyklus Forklar betydningen af interfase i en celles liv.

1. Beskriv begreberne "organismevækst" og "organismeudvikling".

Spørgsmål at diskutere

1. Beskriv den biologiske rolle af forskellige former for formering, hvis de observeres i organismer af samme art. Giv eksempler.

2. Afslør mekanismen til at sikre kontinuitet i livet.

3. Er det korrekt at sige, at udviklingen af en organisme sker i den embryonale periode, og i den postembryonale periode er der kun en stigning i kropsstørrelsen, dvs. organismens vækst? Støt dine meninger med konkrete eksempler.

Basale koncepter

Aseksuel reproduktion. Seksuel reproduktion. Gamete. Zygote. Kromosom. Mitose. Meiose. Krydser over. Cellecyklus. Diploid celle. Haploid celle. Ontogenese.

Kapitel 4 Grundlæggende om arvelighed og foranderlighed

Efter at have studeret kapitlet vil du være i stand til at:

forklare de grundlæggende begreber inden for genetik;

beskrive mekanismen for kønsbestemmelse og typer af arv af egenskaber;

karakterisere arvelighed og variabilitet af organismer i den levende natur.

§ 17 Fra historien om udviklingen af genetik

Gamle kinesiske manuskripter indikerer for eksempel, at de skabte for 6000 år siden

forskellige sorter af ris gennem krydsning og udvælgelse. Arkæologiske fund bekræfter, at egypterne dyrkede højtydende hvedesorter. Blandt de babylonske skrevne monumenter i Mesopotamien blev der fundet en stentavle, der dateres tilbage til det 6. årtusinde f.Kr. e., som registrerer data om arven af hovedets og mankens form hos fem generationer af heste (fig. 25).

variabilitet og arvelighed. G.D. ydede også et væsentligt bidrag til udviklingen af genetik.

Karpechenko, N.K. Koltsov, S.S. Chetverikov og andre forskere.

Fremskridt inden for molekylær genetik har ført til skabelsen af en ny gren af biologisk videnskab - genteknologi, som gør det muligt, ved at manipulere individuelle gener, at opnå in vitro nye kombinationer af gener på et kromosom, som ikke tidligere eksisterede. Genteknologi er blevet udbredt i landbrugspraksis og bioteknologi.

Forskning udført af genforskere har ført til en forståelse af, at der sammen med infektionssygdomme er mange forskellige arvelige

Dannelse af kønsceller. Meiose

Husk

betydningen af seksuel reproduktion af organismer i naturen;

kønscellernes rolle i seksuel reproduktion.

Meiose er en særlig type celledeling. Kernen af somatiske (krops)celler af eukaryoter indeholder to sæt identiske kromosomer - et fra begge forældre. Sådanne celler kaldes diploide (græsk diploos - "dobbelt" og eidos - "art").

To forældre deltager i seksuel reproduktion. Gameter - mandlige og kvindelige - spiller en vigtig rolle i denne proces.

kønsceller. Gennem den arvelige information, der er indeholdt i dem, overfører de egenskaberne af en bestemt type organisme fra forældre til efterkommere. På den måde sikres generationernes kontinuitet og arternes eksistenskontinuitet.

Antallet af kromosomer i hver art forbliver konstant under seksuel reproduktion. Dette skyldes, at kønsceller dannes gennem en særlig deling. Takket være det kommer ikke to, men kun ét sæt kromosomer ind i kernen af hver gamet. Reduktion af antallet af kromosomer i kernen kaldes reduktion (fra latin reducere - "bringe tilbage", "vende tilbage"). Celler med et enkelt sæt kromosomer kaldes haploide (græsk haploos - "simpel", "enkelt" og eidos - "art"). Det haploide sæt betegnes normalt som nog diploid - 2 n.

Processen med celledeling, som et resultat af hvilken halvdelen af antallet af kromosomer vises i kernen af datterceller, kaldes meiose (græsk meiose - "reduktion"). Som et resultat af befrugtning (sammensmeltningen af mandlige og kvindelige gameter) dannes en zygote - den første celle i den fremtidige organisme. Mødet af forældrelige kønsceller under befrugtning er tilfældigt. Zygoten kombinerer den arvelige information modtaget fra forældrene og genopretter det diploide sæt af kromosomer.

For eksempel, hos mennesker, indeholder hver reproduktionscelle (både sæd og æg) normalt 23 kromosomer. Under dannelsen af en zygote, kernen af kønsceller fusion og deres kromosomer kombineres i par. Således har zygoten 46 kromosomer. Kromosomer, der danner par med hinanden, kaldes homologe (græsk homoios - "lignende", "identisk").

Meiose, eller reduktionsdeling, er en kombination af to unikke stadier af celledeling, der følger hinanden uden afbrydelse. De kaldes meiose I (første deling) og meiose II (anden deling). Hver fase har flere faser. Navnene på faserne er de samme som på faserne af mitose. Interfaser observeres før divisioner. Men DNA-duplikation i meiose sker kun før den første deling.

I interfasen forud for den første deling af meiose er der en stigning i cellestørrelse, fordobling af organeller og fordobling af DNA i kromosomer.

Første deling af meiose. Meiose I begynder med profase I, hvor de duplikerede kromosomer (bestående af to kromatider) er tydeligt synlige under et lysmikroskop. I denne fase kommer identiske (homologe) kromosomer, men som stammer fra kernerne af de faderlige og maternelle kønsceller, tættere på hinanden. Centromerer (forsnævringer) af homologe kromosomer er placeret i nærheden og opfører sig som en enkelt enhed, der holder de fire kromatider sammen. Sådanne indbyrdes forbundne homologe duplikerede kromosomer hedder par eller bivalent

De homologe kromosomer, der udgør de bivalente, er tæt forbundet med hinanden på visse punkter. I dette tilfælde kan der opstå en udveksling af sektioner af DNA-strenge, som resulterer i, at der dannes nye kombinationer af gener i kromosomerne. Denne proces kaldes overkrydsning (engelsk crxtssingover - "overkrydsning." Overkrydsning kan føre til rekombination af små eller store dele af homologe kromosomer med flere gener.

Takket være overkrydsningen indeholder kønscellerne kromosomer med forskellige arvelige egenskaber sammenlignet med kromosomerne i forældres kønsceller.

Fænomenet crossover er af fundamental biologisk betydning, da det øger afkommets genetiske diversitet.

I metafase I er bivalenter placeret i den ækvatoriale del af cellen. Derefter, i anafase I, divergerer homologe kromosomer til modsatte poler af cellen. Telofase I fuldender den første deling af meiose, hvilket resulterer i dannelsen af to datterceller. Hvert kromosom i dem forbliver stadig fordoblet (dvs. består af to søsterkromatider).

Efter. Telofase I begynder den anden iptefase. Det tager meget kort tid, da der ikke sker DNA-syntese i den.

Anden deling af meiose. Meiose II begynder med profase II. De to datterceller, der opstår i telofase I, begynder deling svarende til mitose: nukleolerne og kernemembranerne ødelægges, spindelfilamenter vises, med den ene ende fastgjort til centromererne. I metafase II er kromosomerne på linje langs spindelækvator. I anafase II deler centromererne sig, og kromatiderne bevæger sig mod cellens poler.

I telofase II dannes en kernemembran omkring kernen, som nu indeholder et enkelt (haploid) sæt kromosomer, og der sker adskillelse af cytoplasmaet. Reduktionsprocessen for kønscelledannelse ender med skabelsen af fire haploide celler - kønsceller.

Som et resultat af meiose producerer en celle fire celler med et haploid sæt kromosomer.

Processen med dannelse af mandlige kønsceller (spermatozoer) kaldes spermatogenese (græske spermatos - "frø" og genese - "fremkomst", "oprindelse"), kvindelige kønsceller (æg) - oogenese.

Meiose forekommer i mange organismers livscyklusser og er af stor betydning i den levende verden. Processen med meiose (i modsætning til mitose) producerer datterceller, der indeholder halvt så mange kromosomer som forældrecellerne. Men takket være samspillet mellem kromosomer, der stammer fra faderen og moderen, får afkommet kvalitativt nye, unikke egenskaber forårsaget af rekombinationer af gener i kromosomerne. Fremkomsten af mange nye genkombinationer øger en arts evne til at udvikle tilpasninger til skiftende miljøforhold, hvilket spiller en vigtig rolle i evolutionen. Undersøg omhyggeligt på figuren, hvordan kromosomerne er placeret, og hvordan de adskilles under meiosens faser. Kommenter ændringen i egenskaberne af homologe kromosomer, der opstod som følge af deres krydsning.

år 2013

Instruktioner til at udføre opgaven

Du tilbydes opgaver, der opfylder minimumskravene til viden for grundskoleuddannede i faget ”Fundamentals of Life Safety”.

Quests præsenteres i form af ufuldstændige udsagn, der kan være enten sande eller falske, når de er afsluttet.

Udtalelserne er præsenteret i:

I lukket form, det vil sige med foreslåede gennemførelsesmuligheder, skal du ved udfyldelse af disse opgaver vælge den korrekte gennemførelse blandt 4 foreslåede muligheder. Blandt dem er der både korrekte og forkerte endelser, såvel som udsagn, der delvist svarer til betydningen. Kun én ting er korrekt - den, der bedst svarer til udsagnets betydning. De valgte muligheder markeres ved at krydse den tilsvarende firkant over i svarformularen: "a", "b", "c" eller "d";

Åben form, det vil sige uden foreslåede udfyldelsesmuligheder. Når du udfører denne opgave, skal du selvstændigt vælge et ord, der ved at udfylde udsagnet danner et sandt udsagn. Det valgte ord passer ind i den tilsvarende kolonne i svarformularen;

En formular, der involverer fastlæggelse af rækkefølgen af retninger, systemer, karakteristika, indikatorer og størrelser, du kender. Den valgte mulighed markeres ved at krydse den tilsvarende firkant over på svarformularen: "a", "b", "c" eller "d".

Optegnelser skal være læselige.

Læs opgaverne og de foreslåede svarmuligheder grundigt igennem. Prøv ikke at gætte, men at begrunde dit valg logisk. Spring ukendte opgaver over i stedet for at fuldføre dem ved at gætte. Dette vil spare tid til andre opgaver. Du kan senere vende tilbage til den mistede opgave. Opgavegennemførelsestid – 90 minutter.

1. Du er i skoven, hvor der er ild. Bestem rækkefølgen af handlinger.

1) forlader hurtigt skoven mod vinden

2) Bestem brandspredningsretningen

3) vælg en rute ud af skoven til et sikkert sted

4) Bestem vindens retning

EN) 4, 2, 3, 1

b) 1, 2, 3, 4

V) 3, 2, 4, 1

G) 2, 1, 4, 3

2. Fuldfør udsagnet ved at skrive det relevante ord på dit svarark.

... er et organ i den menneskelige krop, hvor blod fra venøs omdannes til arterielt.

3. Beslut dig for, hvad du skal gøre efter at have fået besked om en ulykke på et kemisk anlæg i nærheden af dit hjem. Du har ikke individuelle fonde beskyttelse, læ, samt mulighed for at forlade ulykkeszonen:

1) tænd for radio, tv, lyt til information

2) dæk indgangsdørene med tykt stof

3) luk alle vinduer og døre tæt

4) forsegle boligen

EN) 1, 2, 3, 4

b) 2, 1, 3, 4

V) 4, 2, 1, 3

G) 3, 2, 1, 4

4. Atomvåben er:

EN) præcision offensive våben baseret på brugen af ioniserende stråling når en nuklear ladning eksploderer i luften, på jorden (på vand) eller under jorden (under vand)

b) eksplosive masseødelæggelsesvåben baseret på brug af lysstråling som følge af en stor strøm af strålingsenergi genereret under en eksplosion, herunder ultraviolette, synlige og infrarøde stråler

V) eksplosive masseødelæggelsesvåben baseret på brug af intranuklear energi

G) spontan transformation af ustabile atomkerner til kerner af andre grundstoffer, ledsaget af emission af nuklear stråling

5. Da du befandt dig i et område med kemisk forurening, lugtede du lugten af bitre mandler. Hvilket giftigt stof er dette?

EN) sennepsgas

b) sarin

V) blåsyre

G) fosgen

6. Ved samtidig kontaminering med radioaktive, giftige stoffer og bakterielle (biologiske) midler neutraliseres først følgende:

EN) giftige stoffer, og derefter radioaktive stoffer og bakterielle (biologiske) stoffer

b) radioaktive stoffer og bakterielle (biologiske) stoffer, og så giftige stoffer

V) bakterielle midler, og derefter radioaktive og giftige stoffer

G) radioaktive stoffer, og så bakterielle og giftige

7. Fuldfør udsagnet ved at skrive det relevante ord på dit svarark.

En tilstand af dyb depression af centralnervesystemet, hvor bevidsthed og reaktion på ydre stimuli går tabt, og der observeres en forstyrrelse i reguleringen af kroppens vitale funktioner, kaldes ...

8. Bestem den korrekte rækkefølge af førstehjælp til lukkede brud:

EN) stop blødningen, påfør en steril bandage, giv et bedøvelsesmiddel, immobiliser lemmen, transporter offeret til en medicinsk facilitet

b) Påfør en stram bandage på brudstedet, giv smertestillende medicin og tag offeret til en medicinsk facilitet

V) give bedøvelse, immobilisere, transportere offeret til en medicinsk facilitet

G) immobilisere, påføre koldt på frakturstedet, og transportere offeret til en medicinsk facilitet

9. Fuldfør udsagnet ved at skrive den relevante definition på dit svarark.

Restaurering eller midlertidig udskiftning af nedsatte eller tabte vitale funktioner i kroppen ved hjælp af visse ydre påvirkninger kaldes...

10. Fuldfør udsagnet ved at skrive det relevante ord på dit svarark.

En formation, hvor soldater er placeret bag hinandens hoveder, og enheder (køretøjer) er placeret efter hinanden på afstande fastsat af chefen, kaldes...

11. Slaget om den russiske hær ledet af Alexander Nevsky med ridderne af den liviske orden på isen ved Peipussøen fandt sted i ... året.

EN) 1242 b) 1380 V) 1223 G) 1283

12. Giftige stoffer (TS), der forårsager akut forbrænding af åndedrætsorganerne, syn, tåreflåd, hoste, besværliggør vejrtrækning, hører til følgende:

EN) generelt giftig

b) psykokemisk

V) irriterende

G) nervegift

13. Fuldfør udsagnet ved at skrive det relevante ord på dit svarark.

Mekaniske blandinger af jernoxider med aluminium, antændt af en speciel tændingsanordning, der brænder i fravær af ilt og skaber temperaturer på op til 3000 ° C, kaldes. . .

14. Den fysiske og mentale tilstand af den menneskelige krop, beliggende i forhold med socialt og miljømæssigt velvære, hvor den har høj ydeevne og oplever tilfredsstillelse fra sine livsaktiviteter, kaldes:

EN) lykke

b) velvære

V) tilfredshed

G) sundhed

15. Fuldfør udsagnet ved at skrive det relevante ord på dit svarark.

EN) affald, papir

b) benzin, petroleum

V) træbygninger

b) klor

V) fosgen

G) ammoniak

25. Under en ulykke på et kemisk farligt anlæg opstod der en ammoniaklækage. Du bor på fjerde sal i en ni-etagers bygning. Hvad vil du gøre, hvis dit hjem er i en angrebszone?

EN) bo i din lejlighed

b) gemme sig i kælderen i en bygning

V) gå op til øverste etage

G) ventiler rummet og bliv i din lejlighed

26. Under en ulykke på et kemisk farligt anlæg opstod der en klorlækage. Du kan befinde dig i en inficeret zone, hvor du bor på første sal i en ni-etagers bygning. Hvad vil du gøre?

EN) gemme sig i kælderen i en bygning

b) gå op til øverste etage

V) bo i din lejlighed

G) forlad din lejlighed og gå ned på første sal

27. En eksplosiv blanding bestående af petroleumsprodukter og additiver af pulveriseret magnesium (aluminium), flydende asfalt og tunge olier er:

EN) napalm

b) termitblandinger

V) brændende blanding "elektron"

G) tærter

28. Encellede ikke-nukleare organismer, der er heterotrofer, der forårsager infektionssygdomme, kaldes patogener:

EN) svampe

b) vira

V) simpleste dyr

G) bakterie

29. Fuldfør udsagnet ved at skrive den relevante definition på dit svarark.

Den skadelige faktor af atomvåben, som forårsager betydelig ødelæggelse af materielle genstande og mekanisk ødelægger fjendens personel, kaldes ....

30. Find blandt navnene på grupper af organismer anført nedenfor og individuelle organismer en, der kan forårsage infektionssygdomme:

EN) insekter

b) gnavere

V) padder

G) encellede svampe

31. Hvilket civilforsvarssignal betyder hyl af en sirene, periodiske bip fra virksomheder og køretøjer?

EN) Advarsel om luftangreb

b) Strålingsfare

V) Opmærksom på alle

G) Kemisk fare

32. Find blandt de listede navne på sygdomme den, der ikke er smitsom:

EN) kolera

b) stivkrampe

V) hepatitis A

G) pedikulose

33. Vælg en årsag til tvungen autonom eksistens under naturlige forhold fra listen nedenfor:

EN) mangel på kommunikation

b) sen tilmelding af turistgruppen inden man går på ruten

V) større skovbrand

G) tab af kompas

34. Angiv antallet af højder af en gasmaske til generelle våben.

EN) 3 b) 4 V) 5 G) 6

35. Et område med lavtryk i atmosfæren er:

EN) tornado b) cyklon V) storm G) anticyklon

36. Hvordan adskiller bakteriologiske våben sig fra kemiske våben masseødelæggelse?

37. Definer, hvad en nødsituation er.

38. Beskriv proceduren for at tage en gasmaske på.

39. Hvad er dimensionerne af OZK.

40. Navngiv de rum, der er placeret i shelteren.