Aseksuele voortplanting. seksuele reproductie

"Fundamentals of General Biology Textbook for Grade 9 Students" onderwijsinstellingen Derde druk, herzien onder redactie van prof. IN. Ponomareva Aanbevolen...»

-- [ Pagina 2 ] --

Celdeling is een complex proces van ongeslachtelijke voortplanting. De resulterende nieuwe dochtercellen kunnen zich meestal na een bepaalde periode van hun ontwikkeling delen. Dit komt door het feit dat deling moet worden voorafgegaan door een verdubbeling van intracellulaire organellen die zorgen voor de vitale activiteit van de cel. Anders zouden er steeds minder organellen in de dochtercellen komen. Voor normaal functioneren moet een dochtercel, net als een oudercel, erfelijke informatie ontvangen over de belangrijkste kenmerken in chromosomen. Zonder deze informatie zal de cel niet in staat zijn om de nucleïnezuren en eiwitten te synthetiseren die ze nodig heeft. En dit betekent dat elke dochtercel tijdens de deling een kopie van de chromosomen met erfelijke informatie van de oudercel moet ontvangen.

Zelfreproductie door deling - gemeenschappelijk bezit cellen van eencellige en meercellige organismen. Dit proces verloopt echter anders in prokaryotische en eukaryote cellen.

Celdeling in prokaryoten. Celdeling van prokaryoten is te wijten aan de eigenaardigheden van de structuur van hun cellen. Prokaryote cellen hebben geen kern of chromosomen.

Daarom vermenigvuldigen cellen zich door eenvoudige deling. De kernsubstantie in bacteriën wordt weergegeven door een enkel circulair DNA-molecuul, dat conventioneel als een chromosoom wordt beschouwd. DNA is cirkelvormig en zit meestal vast aan het celmembraan.

Alvorens te delen, wordt het bacteriële DNA gedupliceerd en elk van hen wordt op zijn beurt aan het celmembraan gehecht. Na voltooiing van DNA-duplicatie celmembraan groeit tussen twee gevormde DNA-moleculen. Het cytoplasma is dus verdeeld in twee dochtercellen, die elk een identiek cirkelvormig DNA-molecuul bevatten (Fig. 20).

Celdeling in eukaryoten. In eukaryote cellen zijn DNA-moleculen ingesloten in chromosomen. Chromosomen spelen hoofdrol tijdens het proces van celdeling. Ze zorgen voor de overdracht van alle erfelijke informatie en deelname aan de regulatie van metabolische processen in dochtercellen. Door chromosomen tussen dochtercellen te verdelen en aan elk van hen een strikt identieke set chromosomen over te dragen, wordt continuïteit van eigenschappen bereikt in een aantal generaties organismen.

Bij deling doorloopt de kern van een eukaryote cel een reeks opeenvolgende en continu opvolgende stadia. Dit proces wordt mitose genoemd (gr.

mitos- "draad").

Als gevolg van mitose vindt eerst verdubbeling plaats, en dan uniforme verdeling erfelijk materiaal tussen de twee kernen van de resulterende dochtercellen.

Afhankelijk van wat er in een delende cel gebeurt en hoe deze gebeurtenissen er onder een microscoop uitzien, zijn er vier fasen, of stadia, van mitose, die de een na de ander volgen: de eerste fase is profase, de tweede is metafase, de derde is anafase en de vierde, laatste, - telofase. Laten we eens kijken wat er in de kern gebeurt. verschillende stadia verdeling (afb. 21).

Profase. Verhoogde kerngrootte. Het kernmembraan desintegreert. Verdubbelde chromosomen zijn duidelijk zichtbaar: ze bestaan ​​uit twee draadachtige kopieën - chromatiden, verbonden door een vernauwing - een centromeer. In het cytoplasma vormen microtubuli een apparaat om chromosomen uit elkaar te trekken - de delingsspoel.

Metafase. Chromosomen verplaatsen zich naar het midden van de cel. Elk van hen bestaat uit twee chromatiden verbonden door een centromeer. Het ene uiteinde van de spildraden is bevestigd aan de centromeren.

Anafase. Microtubuli trekken samen, centromeren scheiden en bewegen van elkaar af. De chromosomen scheiden en de chromatiden bewegen naar tegenovergestelde polen van de spil.

Telofase. Er worden nieuwe kernen gevormd. Chromosomen in nieuwe kernen worden dun, onzichtbaar onder een microscoop. De nucleolus verschijnt weer en de schil van de kern wordt gevormd. Dit is de laatste fase van de celdeling.

Gelijktijdig met telofase begint de deling van het cytoplasma. Eerst wordt er een vernauwing (partitie) gevormd tussen de dochtercellen. Na enige tijd wordt de inhoud van de cel verdeeld. Zo verschijnen nieuwe dochtercellen met cytoplasma rond nieuwe identieke kernen. Daarna begint de voorbereiding voor de deling van de nu nieuwe cel opnieuw en wordt de hele cyclus continu herhaald, als er gunstige omstandigheden zijn. Het proces van mitose duurt ongeveer 1-2 uur, de duur varieert in verschillende soorten cellen en weefsels. Het hangt ook af van de omgevingsomstandigheden.

De deling van de kern en bijgevolg van de cel gaat continu door zolang de cel de middelen heeft om zijn vitale activiteit te verzekeren.

Celcyclus. Het bestaan ​​van een cel vanaf het moment dat deze verschijnt als gevolg van deling tot deling in dochtercellen wordt de cellevenscyclus of celcyclus genoemd. Er zijn twee stadia (of stadia) in de levenscyclus van de cel.

De eerste fase van de celcyclus bereidt de cel voor op deling. Het wordt interfase genoemd (van het Latijnse inter- "tussen" en Griekse fase- "verschijning"). Interfase in de celcyclus duurt het langste (tot 90%) tijdsinterval. Tijdens deze periode zijn de kern en nucleolus duidelijk zichtbaar in de cel. Er is een actieve groei van een jonge cel, biosynthese van eiwitten, hun accumulatie, voorbereiding van DNA-moleculen voor verdubbeling en verdubbeling (replicatie) van al het chromosoommateriaal wordt uitgevoerd. Chromosomen zijn niet zichtbaar, maar het proces van hun verdubbeling is actief aan de gang. Een verdubbeld chromosoom bestaat uit twee helften die één dubbelstrengs DNA-molecuul bevatten. Kenmerkende kenmerken van interfasecellen zijn despiralisatie (afwikkeling) van chromosomen en hun uniforme verdeling in de vorm van een losse massa door de kern. Tegen het einde van de interfase spiraliseren de chromosomen (draaien) en worden zichtbaar, maar vertegenwoordigen nog steeds dunne langwerpige draden (Fig. 22).

In de tweede fase van de celcyclus vindt mitose plaats en de deling van de cel in eukaryoten zijn methoden van ongeslachtelijke voortplanting: dochtercellen ontvangen de erfelijke informatie die de oudercel had. Dochtercellen zijn genetisch identiek aan de ouder. Er zijn hier geen veranderingen in het genetische apparaat. Daarom hebben alle cellen die verschijnen in het proces van celdeling en de daaruit gevormde weefsels genetische homogeniteit.

1. Leg de verschillen uit in de processen van celdeling bij prokaryoten en eukaryoten.

2*. Waarom zijn de nakomelingen identiek aan de ouder bij ongeslachtelijke voortplanting?

3. Beschrijf het proces van mitose en de kenmerken van elk van zijn stadia.

4. Vervang de onderstreepte woorden door termen.

De eerste fase van mitose begint wanneer de chromosomen zichtbaar worden.

Aan het einde van de derde fase van de mitose bevinden de chromosomen zich aan tegenovergestelde polen van de cel.

Celstructuren die genetische informatie bevatten, worden pas tijdens mitose zichtbaar.

Laboratoriumwerk nr. 2 (zie bijlage, p. 230).

§ 15 Vorming van geslachtscellen. Meiose Geslachtscellen (gameten) ontwikkelen zich in de voortplantingsorganen (generatieve) en spelen een belangrijke rol: ze zorgen voor de overdracht van erfelijke informatie van ouders op nakomelingen. Tijdens seksuele reproductie, als gevolg van bevruchting, fuseren twee geslachtscellen (mannelijk en vrouwelijk) en vormen één cel - een zygote, waarvan de daaropvolgende deling leidt tot de ontwikkeling van een dochterorganisme.

Gewoonlijk bevat de celkern twee sets chromosomen - een van de ene en de andere ouder - 2p (de Latijnse letter "p" geeft een enkele set chromosomen aan). Zo'n cel wordt diploïde genoemd (van het Griekse diploos - "dubbel" en eidos - "zicht"). Er kan worden aangenomen dat wanneer twee kernen samensmelten, de nieuw gevormde cel (zygote) niet twee, maar vier sets chromosomen zal bevatten, die bij elke volgende verschijning van zygoten weer zullen verdubbelen.

Stel je voor hoeveel chromosomen zich dan in één cel zouden ophopen!

Maar dit gebeurt niet in de levende natuur: het aantal chromosomen in elke soort tijdens seksuele voortplanting blijft constant. Dit komt door het feit dat kiemcellen worden gevormd door een speciale deling. Hierdoor komen niet twee (2n), maar slechts één paar chromosomen (In), dat wil zeggen de helft van wat zich vóór de deling in de cel bevond, de kern van elke kiemcel binnen. Cellen met een enkele set chromosomen, d.w.z.

Het proces van deling van geslachtscellen, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zijn, wordt meiose genoemd (Griekse meiose - "reductie").

Een halvering van het aantal chromosomen in de kern (de zogenaamde reductie) treedt op tijdens de vorming van zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtscellen. Tijdens de bevruchting door fusie van geslachtscellen in de kern van de zygote ontstaat weer een dubbele set chromosomen (2p).

Opgemerkt moet worden dat in veel eukaryoten (micro-organismen, lagere planten en mannetjes van sommige geleedpotige soorten) somatische (Griekse soma - "lichaam") cellen (alle lichaamscellen, met uitzondering van geslachtscellen) een haploïde set chromosomen hebben. In veel bloeiende planten zijn de cellen polyploïde, dat wil zeggen dat ze veel sets chromosomen bevatten. Maar bij de meeste dieren, bij mensen en bij hogere planten zijn alleen kiemcellen haploïde. In alle andere cellen van het lichaam van deze organismen bevat de kern een diploïde (2p) - een dubbele set chromosomen.

Meiose is van groot belang in de levende wereld. In het proces van meiose (in tegenstelling tot mitose) worden dochtercellen gevormd die half zoveel chromosomen bevatten als de oudercellen, maar door de interactie van de chromosomen van de vader en moeder hebben ze altijd nieuwe, unieke combinaties van chromosomen. Deze combinaties in nakomelingen komen tot uitdrukking in nieuwe combinaties van eigenschappen. De opkomende reeks chromosoomcombinaties vergroot het vermogen van een soort om zich aan te passen aan veranderende omgevingsomstandigheden, wat erg belangrijk is voor de evolutie.

Met behulp van meiose worden kiemcellen gevormd met een kleinere set chromosomen en met kwalitatief andere genetische eigenschappen dan die van de oudercellen.

Meiose, of reductiedeling, is een combinatie van twee eigenaardige stadia van celdeling, die elkaar zonder onderbreking opvolgen. Ze worden meiose I (eerste divisie) en meiose II (tweede divisie) genoemd. Elke fase heeft verschillende fasen.

De namen van de fasen zijn hetzelfde als de fasen van mitose. Interfasen worden waargenomen vóór divisies.

Maar verdubbeling van DNA bij mitose vindt pas plaats vóór de eerste deling. Het verloop van meiose wordt getoond in figuur 23.

In de eerste interfase (voorafgaand aan de eerste deling van meiose) is er een toename in celgrootte, verdubbeling van organellen en verdubbeling van DNA in chromosomen.

De eerste deling (meiose I) begint met profase /, waarbij gedupliceerde chromosomen (met elk twee chromatiden) duidelijk zichtbaar zijn onder een lichtmicroscoop. In deze fase naderen identieke (homologe) chromosomen, maar afkomstig uit de kernen van de vaderlijke en moederlijke gameten, elkaar en "kleven" over de gehele lengte in paren aan elkaar. De centromeren (vernauwingen) van homologe chromosomen bevinden zich naast elkaar en gedragen zich als een enkele eenheid, die de vier chromatiden bij elkaar houdt. Dergelijke onderling verbonden homologe verdubbelde chromosomen worden een paar of bivalent genoemd (van het Latijnse bi - "dubbel" en valens - "sterk").

De homologe chromosomen waaruit de bivalent bestaat, zijn op sommige punten nauw met elkaar verbonden. In dit geval kan een uitwisseling van stukjes DNA-strengen optreden, waardoor nieuwe combinaties van genen in de chromosomen worden gevormd. Dit proces wordt crossing door (Engelse cmssingover - "cross") genoemd. Cross-over kan leiden tot recombinatie van grote of kleine delen van homologe chromosomen met meerdere genen of delen van één gen in DNA-moleculen (Fig. 24).

Door kruisingen blijken chromosomen met andere erfelijke eigenschappen in vergelijking met de chromosomen van ouderlijke gameten in kiemcellen te zitten.

Het fenomeen van oversteken is van fundamenteel biologisch belang, omdat het de genetische diversiteit van het nageslacht vergroot.

De complexiteit van de processen die plaatsvinden in profase I (in chromosomen, kern) bepaalt de langste duur van dit stadium van meiose.

In metafase I bevinden bivalenten zich in het equatoriale deel van de cel. Vervolgens, in anafase I, scheiden homologe chromosomen zich naar tegenovergestelde polen van de cel. Telofase / voltooit de eerste deling van meiose, waardoor twee dochtercellen worden gevormd, hoewel elk chromosoom daarin nog steeds verdubbeld is (dat wil zeggen, het bestaat uit twee zusterchromatiden).

Telofase I wordt gevolgd door een tweede interfase. Ze neemt erg een korte tijd omdat er geen DNA-synthese in voorkomt.

In telofase II, rond de kern, die nu een enkele (haploïde) set chromosomen bevat, wordt het kernmembraan opnieuw gevormd en deelt de celinhoud zich. Het reductieproces van de vorming van kiemcellen eindigt met de creatie van vier haploïde cellen - gameten.

Als gevolg van meiose verschijnen vier cellen met een haploïde set chromosomen uit één cel.

Het proces van vorming van mannelijke geslachtscellen (spermatozoa) wordt spermatogenese genoemd (van het Griekse spermatos - "zaad" en genese - "opkomst", "oorsprong"). Het proces van ontwikkeling van vrouwelijke geslachtscellen (eieren) wordt oögenese of oögenese genoemd (van het Griekse oop - "ei" en genesis - "opkomst", "oorsprong"), 1. Waarom zijn de eigenschappen van dochterorganismen die zich ontwikkelden uit een zygote niet identiek aan die van de ouder?

2*. Wat is de biologische betekenis van meiose?

Celdeling, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zitten, leidt tot de vorming van kiemcellen.

4. Vul de stelling aan door de juiste term te kiezen:

Dezelfde chromosomen van vader en moeder heten:

b) homoloog; d) alleenstaand.

§ 16 Individuele ontwikkeling van organismen - ontogenie Een organisme ondergaat significante transformaties tijdens de periode van zijn leven:

groeit en ontwikkelt.

De totaliteit van transformaties die in het lichaam plaatsvinden vanaf het begin tot aan de natuurlijke dood, wordt individuele ontwikkeling of ontogenie genoemd (van het Griekse toto - "bestaand" en genesis - "opkomst", "oorsprong"). In eencellige organismen past het leven in één celcyclus en vinden alle transformaties plaats tussen twee celdelingen. In meercellige organismen is dit proces veel gecompliceerder.

Bij ongeslachtelijke voortplanting, inclusief vegetatieve voortplanting, begint ontogenese vanaf het moment van deling van de initiële (d.w.z. ontstaande) cellen van het organisme van de moeder. Het organisme in de vroege stadia van ontwikkeling wordt de kiem genoemd.

Eencellige organismen, zoals alle cellen, ontstaan ​​door celdeling. In een nieuw gevormde cel worden niet altijd intracellulaire structuren gevormd die voorzien in zijn specifieke functies en levensprocessen. Het duurt een bepaalde tijd voordat alle organellen zijn gevormd en alle noodzakelijke enzymen zijn gesynthetiseerd. Deze Vroege periode het bestaan ​​van een cel (en een eencellig organisme) in de celcyclus wordt rijping genoemd. Het wordt gevolgd door een periode van volwassen celleven, culminerend in zijn deling.

In de individuele ontwikkeling van een meercellig organisme worden verschillende stadia onderscheiden, die vaak leeftijdsperioden worden genoemd. Er zijn vier leeftijdsperioden: germinaal (embryonaal), jeugd, volwassenheid en ouderdom.

Bij dieren worden vaak slechts twee perioden onderscheiden: embryonaal en postembryo. De embryonale periode is de ontwikkeling van het embryo (embryo) vóór de geboorte. Post-embryonale is de periode van ontwikkeling van een organisme vanaf de geboorte of het verlaten van het ei of de embryonale membranen tot de dood.

De embryonale periode van ontogenese (embryonale ontwikkeling), die zich in de baarmoeder in het lichaam van de moeder voordoet en eindigt bij de geboorte, wordt aangetroffen bij de meeste zoogdieren, inclusief de mens. In eierleggende en paaiende organismen vindt embryonale ontwikkeling plaats buiten het lichaam van de moeder en eindigt met de uitgang van de eimembranen (bij vissen, amfibieën, reptielen, vogels, evenals bij veel ongewervelde dieren - stekelhuidigen, weekdieren, wormen, enz.).

In de overgrote meerderheid van dierlijke organismen vindt het proces van embryonale ontwikkeling op een vergelijkbare manier plaats. Dit bevestigt de gemeenschappelijkheid van hun oorsprong.

Bij mensen, tijdens de embryonale ontwikkeling, beginnen de hersenen en het ruggenmerg eerst te scheiden. Dit gebeurt binnen de derde week na de conceptie. In dit stadium is de lengte van het menselijke embryo slechts 2 mm.

Vanaf de eerste dagen van de embryonale ontwikkeling is het embryo erg gevoelig voor schadelijke effecten, vooral chemische (drugs, vergiften, alcohol, drugs) en infectieus. Als een vrouw bijvoorbeeld tussen de 4e en 12e week van de zwangerschap ziek wordt van rubella, kan dit een miskraam veroorzaken of de vorming van het hart, de hersenen, de gezichts- en gehoororganen bij de foetus verstoren, d.w.z. de organen waarvan de ontwikkeling plaatsvindt in deze periode.

Na de geboorte of het verlaten van het ei begint de postembryonale ontwikkeling van het organisme. Voor sommige organismen duurt deze periode van leven enkele dagen, voor andere - enkele tientallen en honderden jaren, afhankelijk van de soort.

De leeuw sterft van ouderdom op de leeftijd van ongeveer 50 jaar, de krokodil kan tot 100 jaar oud worden, de eik - tot 2000 jaar, de sequoia - meer dan 3000 jaar en de haver - 4-6 maanden. Sommige insecten leven meerdere dagen.

Een persoon sterft van ouderdom tussen de 75 en 100 jaar, hoewel sommige mensen ouder worden dan 100 jaar.

Postembryonale ontwikkeling bestaat uit drie leeftijdsperioden:

jeugd, volwassenheid en ouderdom. Elk van deze perioden wordt gekenmerkt door bepaalde transformaties in de structuur en levensprocessen van het organisme, vanwege zijn erfelijkheid en de invloed van externe omstandigheden.

In het proces van postembryonale ontwikkeling ondergaat het organisme kwantitatieve en kwalitatieve veranderingen.

Ontogenie is de ontwikkeling van een individu (individu) door erfelijkheid en de invloed van omgevingsfactoren.

Ontogenie is zeker een van de meest verbazingwekkende biologische fenomenen.

Het lichaam is verschenen in de vorm van een klein embryo of kiem en doorloopt een aantal complexe ontwikkelingsstadia, waarin geleidelijk alle organen en mechanismen die voor vitale activiteit zorgen, erin worden gevormd. Nadat het de puberteit heeft bereikt, realiseert het organisme de belangrijkste functie van het leven - het geeft nakomelingen, wat de duur en continuïteit van het bestaan ​​​​van zijn soort verzekert.

Het bestaan ​​van een organisme is een complex en continu proces van embryonale en postembryonale ontwikkeling in bepaalde habitatomstandigheden en gedurende de perioden die kenmerkend zijn voor elke soort.

1. Beschrijf de periode van embryonale ontwikkeling van het organisme.

Vervang de volgende definities door termen: een organisme in de vroege stadia van ontwikkeling; individuele ontwikkeling van een meercellig organisme.

3*. Leg uit waarom de invloed van gevaarlijke externe invloeden (straling, roken) destructiever is in het embryonale stadium van ontogenese dan in het postembryonale stadium.

Indirecte celdeling (mitose) tijdens het passeren van een reeks fasen (profase, metafase, anafase, telofase) zorgt voor de overdracht naar dochtercellen van dezelfde erfelijke informatie die in de chromosomen van de kern zit als de ouder. Interfase bereidt de cel voor op deling.

De oudste vorm van voortplanting is ongeslachtelijke voortplanting. Het zorgt voor de stabiliteit van genetische informatie, het behoud van de eigenschappen van de soort, een snellere toename van het aantal en hervestiging naar nieuwe territoria.

Seksuele voortplanting ontstond in het evolutieproces later dan aseksueel.

Door meiose, kruising en bevruchting zorgt seksuele reproductie voor genetische variabiliteit waardoor organismen nieuwe eigenschappen en eigenschappen kunnen verwerven en zich dus beter kunnen aanpassen aan veranderende omgevingsomstandigheden.

In het proces van meiose vindt de reductiedeling van kiemcellen en de vorming van een haploïde (In) set chromosomen in de kern van gameten plaats. Wanneer cellen worden bevrucht, versmelten de mannelijke en vrouwelijke gameten met een haploïde set chromosomen en wordt een zygote gevormd met een diploïde (2p) set chromosomen in de kern.

De zygote geeft aanleiding tot de ontwikkeling van een nieuw organisme. Het verloop van het leven van een organisme van geboorte tot dood wordt individuele ontwikkeling (ontogenese) genoemd. In meercellige organismen bestaat ontogenese uit de embryonale en postembryonale perioden.

De individuele ontwikkeling van alle organismen wordt uitgevoerd in overeenstemming met de erfelijke eigenschappen die inherent zijn aan de soort en afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

Controleer jezelf 1. Leg de biologische rol van vrouwelijke en mannelijke geslachtsgameten uit.

2. Leg de belangrijkste verschillen tussen mitose en meiose uit.

3. Wat is de afhankelijkheid van de individuele ontwikkeling van het organisme van de omgevingscondities in de embryonale en postembryonale periode?

4. Welke stadia worden waargenomen in de celcyclus van eencellige organismen Leg het belang van interfase in het leven van een cel uit.

1. Beschrijf de begrippen 'groei van het organisme' en 'ontwikkeling van het organisme'.

Bespreekproblemen 1. Beschrijf de biologische rol van verschillende soorten voortplanting als ze worden waargenomen in organismen van dezelfde soort. Geef voorbeelden.

2. Breid het mechanisme uit om de continuïteit van het leven te verzekeren.

3. Is het juist om te zeggen dat de ontwikkeling van het organisme plaatsvindt in de embryonale periode, en in de post-embryonale periode is er alleen een toename van de lichaamsgrootte, d.w.z. de groei van het organisme? Onderbouw uw mening met concrete voorbeelden.

Basisbegrippen Aseksuele voortplanting. Seksuele reproductie. gameet. Zygoot. chromosoom. Mitose. Meiosis. Oversteken. Celcyclus. diploïde cel.

haploïde cel. Ontogenese.

Hoofdstuk Variabiliteit Na bestudering van het hoofdstuk ben je in staat om:

de basisconcepten van genetica uitleggen;

het mechanisme van geslachtsbepaling en soorten overerving van eigenschappen beschrijven;

karakteriseren van de rol van erfelijkheid en variabiliteit van organismen in dieren in het wild.

§ 17 Uit de geschiedenis van de ontwikkeling van de genetica Genetica (Griekse genese - "oorsprong") is de naam van de wetenschap die de erfelijkheid en variabiliteit van organismen bestudeert, evenals de mechanismen voor het beheersen van deze processen. Het heeft een lange geschiedenis.

Zelfs in de oudheid begrepen mensen dat planten, dieren en zelfs mensen sommige kenmerken van hun ouders erven, omdat het onmogelijk was om de overeenkomsten tussen nakomelingen en ouders niet te zien. Bovendien werden bepaalde "generieke" tekens onveranderd van generatie op generatie doorgegeven. Op basis van dit vermogen van planten en dieren om bepaalde eigenschappen te erven, begonnen ze plantenzaden te selecteren voor het zaaien van de meest productieve individuen, probeerden ze jonge dieren te houden die de eigenschappen hebben die mensen nodig hebben - meer melk of wol geven, beter presterend trekwerk , enz.

Oude Chinese manuscripten getuigen bijvoorbeeld dat 6000 jaar geleden verschillende rijstvariëteiten werden gecreëerd door kruising en selectie. Archeologische vondsten bevestigen dat de Egyptenaren productieve tarwevariëteiten verbouwden. Onder de Babylonische geschreven monumenten in Mesopotamië werd een stenen tablet gevonden die dateert uit het 6e millennium voor Christus. e., die gegevens vastlegde over de overerving van de vorm van het hoofd en de manen bij vijf generaties paarden (Fig. 25).

Pas in de 19e en vroege 20e eeuw, toen kennis over het leven van de cel werd verzameld, begonnen wetenschappers het fenomeen erfelijkheid te bestuderen. De eerste verhandeling over de studie van erfelijkheid werd uitgevoerd door de Tsjechische wetenschapper en monnik G. Mendel. In 1865 formuleerde hij in het artikel 'Experimenten met plantenhybriden' de overervingspatronen van eigenschappen die de basis legden voor de wetenschap van de genetica. Mendel toonde aan dat erfelijke eigenschappen (neigingen) niet "versmolten" zijn, zoals eerder werd gedacht, maar van ouders op nakomelingen worden overgedragen in de vorm van discrete (geïsoleerde, afzonderlijke) eenheden, die hij factoren noemde. Deze eenheden, die in paren in individuen worden gepresenteerd, versmelten niet met elkaar, maar blijven discreet en worden overgedragen aan nakomelingen in mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen, één eenheid van elk paar.

In 1909 werden erfelijke eenheden genoemd door de Deense wetenschapper V.

Johansen-genen (Griekse genos- "geslacht"). Aan het begin van de XX eeuw. de Amerikaanse embryoloog en geneticus T. Morgan heeft experimenteel vastgesteld dat genen zich op chromosomen bevinden en daar lineair zijn gerangschikt. Sindsdien staat het concept van het gen centraal in de genetica.

Prominente rol in de ontwikkeling van genetica in de eerste helft van de twintigste eeuw. gespeeld door onze binnenlandse wetenschappers.

NET ZO. Serebrovsky, die de genetica van dieren onderzocht, toonde de complexe structuur van het gen, introduceerde de term 'genenpool' in de wetenschap. De leer van erfelijkheid en variabiliteit werd verrijkt door de werken van N.I. Vavilov, die in 1920 de wet van homologische reeksen van erfelijkheid en variabiliteit formuleerde, die zorgde voor een nauw verband tussen genetica en evolutionaire doctrine. Yu.A. Filipchenko voerde talrijke experimenten uit op de genetische analyse van planten, ontwikkelde methoden om variabiliteit en erfelijkheid te bestuderen. Een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van de genetica werd ook geleverd door G.D.

Karpechenko, NK Koltsov, SS. Chetverikov en andere onderzoekers.

In de jaren 40. de biochemische fundamenten van de genetica werden gelegd. Wetenschappers hebben de rol van moleculen bewezen nucleïnezuren in de overdracht van erfelijke informatie, wat leidde tot de geboorte van moleculaire genetica. Het ontcijferen van de structuur van het DNA-molecuul, gepubliceerd in 1953, toonde een nauw verband aan van deze chemische verbinding met erfelijke informatie in genen.

Vooruitgang in moleculaire genetica heeft geleid tot de oprichting van een nieuwe tak van biologische wetenschap - genetische manipulatie, die het mogelijk maakt, door individuele genen te manipuleren, om in vitro nieuwe combinaties van genen in het chromosoom te verkrijgen, die er voorheen niet waren. Genetische manipulatie wordt op grote schaal toegepast landbouw en biotechnologie.

De ontwikkeling van genetica op basis van moleculaire basen bij het overwegen van erfelijke eigenschappen werd mogelijk dankzij de creatie van geavanceerde technologieën op het gebied van wetenschappelijk onderzoek, die pas in het midden van de 20e eeuw verschenen.

genetica is theoretische basis selectie (lat. selectio - "keuze", "selectie") van planten, dieren en micro-organismen, d.w.z. het creëren van organismen met de eigenschappen die een persoon nodig heeft. Op basis van genetische patronen creëren veredelaars verbeterde plantenrassen en rassen van huisdieren. Genetische manipulatiemethoden produceren nieuwe stammen (zuivere culturen) van micro-organismen (bacteriën, schimmels) die stoffen synthetiseren voor de behandeling van ziekten.

Het onderzoek van genetische wetenschappers heeft geleid tot het begrip van het feit dat samen met infectieziekten Er zijn veel verschillende erfelijke ziekten. Vroege diagnose van deze ziekten maakt tijdige interventie in het verloop van de ziekte mogelijk en voorkomt of vertraagt ​​de ontwikkeling ervan.

Aantasting van het milieu en negatieve veranderingen in het milieu hebben geleid tot veel aandoeningen in de genetische sfeer van levende organismen, waardoor de kans op erfelijke ziekten bij de mens is toegenomen.

Om veel van de problemen die verband houden met deze alarmerende trend op te lossen en om de menselijke genetische veiligheid te waarborgen, waren gericht onderzoek en de gecombineerde inspanningen van ecologen en genetici nodig. Zo ontstond een nieuwe belangrijke richting in de wetenschap - ecologische genetica, die zorgde voor de ontwikkeling van de genetische veiligheidsdienst. De laatste bestudeert de genetische activiteit van chemische en fysische omgevingsfactoren die de mens en de natuur als geheel beïnvloeden. Ecologen hebben bewezen dat het voor de duurzame ontwikkeling van het leven op aarde noodzakelijk is om de biologische diversiteit van soorten en natuurlijke ecosystemen te behouden. Deze essentiële taak voor de mensheid heeft geleid tot de actieve ontwikkeling van een richting in de biologische wetenschap als populatiegenetica.

Kennis van genetica is gewild in de botanie, zoölogie, microbiologie, ecologie, evolutie, antropologie, fysiologie, ethologie en andere gebieden van de biologie. Genetische onderzoeksgegevens worden gebruikt in de biochemie, geneeskunde, biotechnologie, natuurbehoud en landbouw. Men kan zeggen dat de ontdekkingen en methoden van de genetica toepassing vinden op alle gebieden van menselijke activiteit die verband houden met levende organismen. De wetten van de genetica zijn van groot belang voor het verklaren van alle processen van het leven op aarde.

De wetenschappelijke en praktische rol van genetica wordt bepaald door de betekenis van het onderwerp van zijn studie - erfelijkheid en variabiliteit, dat wil zeggen de eigenschappen die inherent zijn aan alle levende wezens.

1. Wat bestudeert de genetica, wanneer en waarom kreeg het zijn naam?

2. Waarom wordt G. Mendel beschouwd als de 'vader van de genetica'?

3. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

De gegevens van de wetenschap, die de erfelijkheid en variabiliteit van organismen bestuderen, worden nu op grote schaal gebruikt in alle gebieden van de biologie.

Eenheden die zorgen voor de overdracht van erfelijke eigenschappen zijn zonder uitzondering in alle organismen aanwezig.

vier*. Beschrijf de rol van kennis over nucleïnezuren voor de ontwikkeling van genetica.

§ 18 Basisbegrippen van de genetica Genetica bestudeert twee basiseigenschappen van levende organismen - erfelijkheid en variabiliteit.

Erfelijkheid is het vermogen van organismen om hun kenmerken en kenmerken van ontwikkeling door te geven aan nakomelingen. Dankzij dit vermogen behouden alle levende wezens (planten, dieren, schimmels of bacteriën) hun nakomelingen karaktereigenschappen vriendelijk. Een dergelijke continuïteit van erfelijke eigenschappen wordt verzekerd door de overdracht van hun genetische informatie. Genen zijn de dragers van erfelijke informatie in organismen.

Een gen is een eenheid van erfelijke informatie die zich manifesteert als een teken van een organisme.

In het onderwerp "Eiwitbiosynthese in een levende cel" (§ 10) werd opgemerkt dat een gen dient als basis voor het bouwen van eiwitmoleculen, maar in de genetica fungeert een gen als drager van een eigenschap in een organisme. Deze "dualiteit" van het gen wordt begrijpelijk als we ons herinneren dat de belangrijkste functie van een eiwit in een cel enzymatisch is, dat wil zeggen het beheersen van chemische reacties, waardoor alle tekens van een organisme worden gevormd. Deze "dubbele" rol van het gen kan worden uitgedrukt door het schema: gen - eiwit - enzym - chemische reactie - een teken van het organisme.

Een gen is een sectie van een DNA-molecuul (en in sommige virussen, RNA) met een bepaalde reeks nucleotiden. De volgorde van nucleotiden bevat genetische informatie over de ontwikkeling van de eigenschappen van een organisme. In hogere organismen bevinden genen zich in het DNA van chromosomen (dit zijn de zogenaamde nucleaire genen) en in het DNA in de organellen van het cytoplasma - mitochondriën en chloroplasten (dit zijn cytoplasmatische genen).

In alle organismen van dezelfde soort bevindt elk gen zich op een bepaalde plaats ten opzichte van andere genen. De locatie van een gen op een stuk DNA wordt een locus genoemd. Bij verschillende individuen van dezelfde soort heeft elk gen verschillende vormen - allelen. Allelen bevatten informatie over een of andere variant van de ontwikkeling van een eigenschap die door dit gen wordt aangestuurd (bijvoorbeeld oogkleur). De cellen van een diploïde organisme bevatten gewoonlijk twee allelen van elk gen, één ontvangen van de moeder, de andere van de vader. Elke verandering in de structuur van een gen leidt tot het verschijnen van nieuwe allelen van dit gen en een verandering in de eigenschap die erdoor wordt gecontroleerd.

Organismen die verschillende (alternatieve) allelen van hetzelfde gen op dezelfde (homologe) chromosomen dragen, worden heterozygoot genoemd, en organismen met dezelfde allelen op homologe chromosomen worden homozygoot genoemd.

Heterozygotie zorgt meestal voor een hogere levensvatbaarheid van organismen, hun goede aanpassingsvermogen aan veranderende omgevingsomstandigheden, en is daarom breed vertegenwoordigd in natuurlijke populaties van verschillende soorten.

Een gen is een deel van een DNA-molecuul dat de mogelijkheid bepaalt om een ​​bepaalde eigenschap te ontwikkelen. De ontwikkeling van dit kenmerk is echter grotendeels afhankelijk van externe omstandigheden.

Het geheel van alle genen (allelen) van een individu wordt het genotype genoemd.

Het genotype fungeert als een enkel interactief systeem van alle genetische elementen die de manifestatie van alle tekenen van het organisme (ontwikkeling, structuur, vitale activiteit) beheersen.

Het geheel van alle kenmerken van een organisme wordt het fenotype genoemd. Het fenotype wordt gevormd in het proces van interactie tussen het genotype en de externe omgeving. In het fenotype worden niet alle genotypische mogelijkheden van het organisme gerealiseerd. Daarom wordt het fenotype ook wel een speciaal geval van de manifestatie van het genotype in specifieke omstandigheden genoemd. Er is praktisch geen volledig samenvallen van het genotype met het fenotype. Een verandering in het genotype gaat niet altijd gepaard met een verandering in het fenotype en vice versa.

Binnen dezelfde soort lijken alle individuen behoorlijk op elkaar. Maar onder verschillende omstandigheden kunnen individuen, zelfs met hetzelfde genotype, onderling verschillen in de aard en sterkte van de manifestatie van hun kenmerken (d.w.z. in fenotype). In dit opzicht wordt in de genetica het concept van de reactienorm gebruikt, dat het bereik (grenzen) van de fenotypische manifestaties van een eigenschap in een individu onder invloed van de externe omgeving aangeeft zonder het genotype te veranderen.

Het genotype bepaalt de limieten (bereik) van de norm van de reactie van het organisme, d.w.z. zijn genetische capaciteiten, en het fenotype implementeert deze capaciteiten in tekens.

Elk organisme leeft en ontwikkelt zich in bepaalde omgevingsomstandigheden en ervaart de werking van externe factoren. Deze factoren (temperatuur, licht, de aanwezigheid van andere organismen, enz.) kunnen zich manifesteren in het fenotype, d.w.z. de grootte of fysiologische eigenschappen van het organisme kunnen veranderen.

Daarom kan de manifestatie van tekens, zelfs in nauw verwante organismen, anders zijn. Deze verschillen tussen individuen binnen een soort worden variabiliteit genoemd.

Variabiliteit is een eigenschap van levende organismen om in verschillende vormen te bestaan, waardoor ze in staat zijn te overleven in veranderende omgevingsomstandigheden.

Variatie kan worden veroorzaakt door de invloed van omgevingsfactoren die geen invloed hebben op veranderingen in het genotype. De variabiliteit die gepaard gaat met veranderingen in het genotype gaat gepaard met het verschijnen van nieuwe eigenschappen en kwaliteiten die door het organisme worden geërfd. Dit wordt vooral vaak waargenomen bij individuen die zijn verschenen als gevolg van kruising.

Variatie is een eigenschap van organismen, in tegenstelling tot erfelijkheid.

Maar zowel erfelijkheid als variabiliteit zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Ze zorgen voor de continuïteit van erfelijke eigenschappen en het vermogen om zich aan te passen aan veranderende nieuwe omgevingsomstandigheden, waardoor de progressieve ontwikkeling van het leven wordt veroorzaakt.

Erfelijkheid en variabiliteit zijn inherent aan alle organismen. Genetica, die de patronen van erfelijkheid en variabiliteit bestudeert, onthult methoden om deze processen te beheersen.

1. Wat is een allel? Welke genen worden allelisch genoemd?

2. Vergelijk de rol van erfelijkheid en variabiliteit in het leven van organismen.

3*. Elimineer woorden in zinnen die de juistheid van de uitspraken verstoren.

gen zoals erfelijke factor en een discrete eenheid van genetische informatie is gelokaliseerd in de chromosomen van organellen.

Een genotype is een enkel systeem van alle chromosomen en genetische elementen van een bepaalde cel of organisme.

De grenzen van de reactienorm worden bepaald door het genotype en fenotype.

Een fenotype is een verzameling eigenschappen en genen van een organisme.

§19 Mendels genetische experimenten De mens heeft altijd geprobeerd de patronen van overerving van eigenschappen te achterhalen.

Op basis van jarenlange praktijk hebben getalenteerde fokkers precies de eigenschappen verkregen die ze wilden zien in een nieuw plantenras (bijvoorbeeld appelbomen, rozen) of dierenrassen (paardenkleur, lichaamsvorm van de hond, duif, lengte van de hanenstaart, enz. .). Lange tijd was echter niemand in staat om uit te leggen hoe genetische informatie van ouders op nakomelingen wordt overgedragen. Pas in het midden van de 19e eeuw. in de Tsjechische stad Brno beantwoordde de monnik G. Mendel, dankzij genetische experimenten, deze vraag.

Mendel bedacht de voorwaarden voor het uitvoeren van genetische experimenten goed en koos een zeer succesvol studieobject - erwten.

onderzoeker met een combinatie van eigenschappen. In dit geval vindt kruising plaats - de vereniging als gevolg van het seksuele proces van het genetische materiaal van twee cellen in één cel. Een organisme met nieuwe erfelijke eigenschappen dat zich uit zo'n cel heeft ontwikkeld, wordt een hybride genoemd (Latijnse hibrida - "mengsel"). Door op deze manier planten van twee variëteiten met contrasterende eigenschappen te kruisen (afb. 26), heeft Mendel een nauwkeurig verslag gemaakt van de vererving van deze eigenschappen in een aantal generaties.

Als resultaat van vele jaren van voorafgaande experimenten, selecteerde hij pure lijnen uit vele soorten erwten, die verschilden in een aantal contrasterende kenmerken.

Mendel koos zeven van dergelijke eigenschappen die een contrasterende manifestatie hebben in het nageslacht: 1) bloemkleur (paars en wit); 2) zaadkleur (geel en groen); 3) kleuring van bonen (groen en geel); 4) zaadoppervlak (glad en gerimpeld); 5) de vorm van de bonen (eenvoudig en gesegmenteerd); 6) steellengte (lang en kort); 7) de stand van bloemen op de stengel (oksel en apicaal).

Aanvankelijk bestudeerde hij de overerving van één paar contrasterende varianten van slechts één eigenschap.

Kruising, waarbij ouders op één eigenschap verschillen, noemde Mendel monohybride. Nadat hij de manifestatie van één afzonderlijke eigenschap had bestudeerd, waarvan de verschillen afwisselend worden overgeërfd, ging hij verder met het bestuderen van de overdracht van twee eigenschappen (dihybride kruising) en vervolgens drie eigenschappen (trihybride kruising). Door zijn conclusies te controleren door middel van talrijke experimenten en kwantitatieve boekhouding van alle soorten verkregen hybriden, en vervolgens de resultaten zorgvuldig te analyseren, identificeerde de onderzoeker patronen van overerving van eigenschappen.

De eerste wet van Mendel. Eerst werd geëxperimenteerd met het kruisen van erwten met paarse en witte bloemen. Mendel bestoven paarse bloemen met stuifmeel van witte bloemen en vice versa. Met zo'n kruising van twee genetisch verschillende variëteiten werd een gemengd nageslacht verkregen - hybriden van de eerste generatie.

Mendel ontdekte dat door het kruisen van erwtensoorten met paarse en witte bloemen, alle planten in de eerste generatie hetzelfde (uniform) bleken te zijn - met paarse bloemen (Fig. 27).

Mendel maakte de ingenieuze veronderstelling dat elke erfelijke eigenschap wordt overgedragen door zijn eigen factor (later het gen genoemd). In pure erwtenlijnen heeft elke ouder één eigenschap: de bloem is wit of paars. De hybriden bevatten tegelijkertijd de tekens van beide ouders, maar slechts één van hen, de meer "sterke", verschijnt uiterlijk. Hij noemde zo'n "sterk" teken dominant (lat. dominantis - "dominant"), en "zwak" - recessief (lat. recessieus - "verwijdering"). Bij paarse en witte erwtenbloemen bleek de paarse kleur van de bloemen de dominante eigenschap en de witte kleur de recessieve eigenschap.

Om tekens aan te duiden, introduceerde Mendel letterlijke symboliek, die vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt. Hij noemde dominante genen in hoofdletters en recessieve genen in dezelfde maar kleine letters van het Latijnse alfabet. Dus noemde hij de paarse kleur van de erwtenbloem (dominante eigenschap) A, en de witte kleur van de bloem (recessieve eigenschap) - a. Hij noemde de ouders P, de kruising - het teken "x", en de hybriden van de eerste generatie - F,.

Overweeg het genotype van de ouders in dit experiment. Pure variëteiten worden gekenmerkt door de homogeniteit van gepaarde (allele) genen, d.w.z. ouderlijke individuen (P) bevatten neigingen (allele genen) van slechts één type: ofwel recessief (aa) of dominant (AA). Dergelijke individuen worden homozygoot genoemd (van het Griekse homos - "dezelfde" en "zygoot"), en individuen met verschillende erfelijke neigingen (Aa) worden heterozygoot genoemd (van het Griekse heteros - "andere" en "zygoot").

In planten met witte bloemen zijn beide allele genen recessief, dat wil zeggen, ze zijn homozygoot voor de recessieve eigenschap (aa). Met zelfbestuiving zullen dergelijke nakomelingen in alle volgende generaties uitsluitend met witte bloemen zijn. Ouderplanten met paarse bloemen dragen dezelfde allele genen - ze zijn homozygoot voor de dominante eigenschap (AA), en hun nakomelingen zullen altijd paars zijn. Bij het kruisen van hybriden van de eerste generatie krijgt elk allel één gen van beide ouders. Maar in dergelijke hybriden verschijnt alleen de dominante eigenschap (paarse bloemen) en wordt de recessieve eigenschap (witte bloemen) gemaskeerd. Daarom zien alle hybriden van de eerste generatie er hetzelfde uit - paars.

Dezelfde regelmaat werd ook waargenomen in experimenten met andere eigenschappen: in alle hybriden van de eerste generatie verschijnt slechts één dominante eigenschap en de tweede, recessieve, lijkt te verdwijnen. Mendel noemde het geopenbaarde patroon de heerschappij van dominantie, die nu de wet van uniformiteit van hybriden van de eerste generatie of de eerste wet van Mendel wordt genoemd.

De eerste wet van Mendel stelt: bij het kruisen van ouders van zuivere lijnen die in één contrasterende eigenschap verschillen, zullen alle hybriden van de eerste generatie uniform zijn en zullen ze de eigenschap van slechts één van de ouders vertonen.

Het dominante gen in heterozygote toestand maskeert niet altijd het recessieve gen volledig.

Er zijn gevallen waarin de hybride F (van tussenliggende aard is - met onvolledige dominantie.

Bij het kruisen van een nachtschoonheid met rode (AA) en witte (aa) bloemen in hybriden (F j), was de kleur van de bloemen (Aa) bijvoorbeeld intermediair - roze (onvolledige dominantie). Dit tussenliggende type overerving van eigenschappen wordt vaak waargenomen bij dieren (Fig. 28).

De tweede wet van Mendel. Nadat hij de hybride zaden van de eerste generatie erwten had ontvangen, zaaide Mendel ze opnieuw, maar nu bestuifde hij niet. Als gevolg van zelfbestuiving produceerden de planten zaden van de tweede generatie (F2). Onder hen waren planten met paarse bloemen (de meeste waren er) en met witte bloemen (ongeveer een kwart van de planten).

Mendel ontdekte dat tijdens zelfbestuiving van hybriden van de eerste generatie dominante en recessieve eigenschappen in verschillende combinaties in nakomelingen voorkomen. Dit komt in het genotype als volgt tot uitdrukking: één homozygoot voor een dominant kenmerk (AA), twee heterozygoten (Aa) en één homozygoot voor een recessief kenmerk (a a). Uiterlijk, dat wil zeggen in het fenotype, manifesteert dit zich als volgt: drie individuen met paarse bloemen en één met witte. Het fenomeen waarbij, als gevolg van het kruisen van heterozygote individuen, de verdeling van dominante en recessieve eigenschappen in het nageslacht plaatsvindt in een verhouding van 3: 1 werd door Mendel splitsing genoemd. Tegenwoordig wordt dit fenomeen de splitsingswet of de tweede wet van Mendel genoemd.

De tweede wet van Mendel stelt: wanneer twee hybriden van de eerste generatie onderling worden gekruist, onder hun nakomelingen - hybriden van de tweede generatie - wordt splitsing waargenomen: het aantal individuen met een dominante eigenschap is gerelateerd aan het aantal individuen met een recessieve eigenschap als 3: 1.

Volgens deze wet geven hybriden van de eerste generatie splitsing: individuen met recessieve eigenschappen verschijnen opnieuw in hun nakomelingen, goed voor ongeveer een kwart van het totale aantal nakomelingen.

De wet van splitsing is gemeenschappelijk voor alle levende organismen.

Mendel verklaarde de splitsing van eigenschappen bij nakomelingen wanneer heterozygote individuen werden gekruist door het feit dat er in hun geslachtscellen (gameten) slechts één afzetting (gen) is van een allelisch paar, dat zich als onafhankelijk en geheel gedraagt.

Mendel noemde dit fenomeen de zuiverheid van gameten, hoewel hij niet wist waarom dit gebeurde. En dit is begrijpelijk: in zijn tijd was er niets bekend over mitose of meiose. Er is nu vastgesteld dat door meiose een haploïde (enkele) set ongepaarde chromosomen wordt gevormd in gameten, en daarin bevinden zich ofwel dominante ofwel recessieve genen.

1. Leg de essentie van de eerste wet van Mendel uit.

2. Formuleer de tweede wet van Mendel.

3*. Wat is het verschil tussen F; van F2 in een monohybride kruising?

vier*. Waarom zijn allelen altijd gepaard?

§ 20 Dihybride kruising. De derde wet van Mendel Nadat Mendel de wet van splitsing had vastgesteld naar het voorbeeld van monohybride kruisingen, begon Mendel te ontdekken hoe paren alternatieve eigenschappen van een gen zich gedragen. Organismen verschillen immers niet in één, maar in veel opzichten van elkaar.

Om het mechanisme van overerving van twee paar alternatieve eigenschappen vast te stellen, voerde hij een reeks experimenten uit op dihybride kruising. Voor experimenten werden erwten met gladde gele zaden als moederplant genomen en groen gerimpelde zaden als vaderplant. In de eerste plant waren beide eigenschappen dominant (AB), en in de tweede waren beide eigenschappen recessief (ab).

Als resultaat van kruising, volgens de wet van eigenschapdominantie, bleken bij hybriden van de eerste generatie (Fj) alle zaden glad en geel te zijn. Op de volgend jaar uit deze zaden groeiden planten, in de bloemen waarvan zelfbestuiving optrad. In planten die op deze manier werden verkregen (tweede generatie - F 2), was er een splitsing van karakters, en samen met de ouderlijke (gladde gele en gerimpelde groene zaden), verschenen volledig nieuwe - gerimpelde gele en gladde groene zaden.

Het bleek dat heterozygoten voor twee paren allelische genen vier soorten gameten in gelijke hoeveelheden vormen (AB, Ab, aB, ab). In twee van hen bevinden de genen zich in dezelfde combinatie als in de ouders, en in de andere twee - in nieuwe combinaties of recombinaties. De verhouding van genotypische vormen van F2-hybriden (Fig. 29) kan worden vastgesteld met behulp van het Punnett-rooster, genoemd naar een van de prominente Engelse genetici van het begin van de 20e eeuw, die deze methode voorstelde. In het raster worden de allele genen van de gameten van de ouders horizontaal en verticaal geschreven en door ze te combineren, worden de genotypen van de nakomelingen verkregen in de vensters.

De identificatie van deze patronen is alleen mogelijk met een zeer grote hoeveelheid experimenteel materiaal, daarom bestudeerde Mendel, die de splitsing van zaden bestudeert op basis van de vorm van de zaden, 7324 erwten, op basis van kleur - erwten, en op de basis van vorm en kleur - 556.

In de betreffende dihybride kruising splitsten hybride zaden (556 stuks) van de tweede generatie (F2) zich in de volgende verhouding: 315 gladgeel, 108 gladgroen, 101 gerimpeld geel en 32 gerimpeld groen. Deze verdeling van erwten toonde aan dat 3/4 van hen geel is en 1/4 van hen groen. Van de gele zaden was 3/4 glad en 1/4 gerimpeld. In groen werd dezelfde verhouding waargenomen: 3/4 glad en 1/4 gerimpeld. In alle gevallen lieten de resultaten een verhouding van 3:1 zien.

Experimenten met dihybride kruisingen toonden aan dat de splitsing van het ene paar eigenschappen (geel en groen) helemaal niet gerelateerd is aan de splitsing van het andere paar (gladde en gerimpelde vorm). Dit betekent dat twee paar eigenschappen onafhankelijk van elkaar worden herverdeeld tijdens de overdracht van generatie op generatie. Tegelijkertijd werden de zaden van F2-hybriden niet alleen gekenmerkt door ouderlijke combinaties van eigenschappen, maar ook door recombinaties (nieuwe combinaties).

Toen hij de resultaten van dihybride kruisingen analyseerde, concludeerde Mendel:

splitsing in beide paren contrasterende (alternatieve) kenmerken vindt onafhankelijk van elkaar plaats. Dit fenomeen weerspiegelt de essentie van Mendels derde wet - de wet van onafhankelijke overerving (combinatie) van eigenschappen.

De derde wet van Mendel stelt dat elk paar contrasterende (alternatieve) eigenschappen in een aantal generaties onafhankelijk van elkaar wordt geërfd; als resultaat verschijnen onder de hybriden van de tweede generatie nakomelingen met nieuwe combinaties van eigenschappen in de verhouding van 9:3:3:1.

De wet van onafhankelijke overerving van eigenschappen bevestigt nogmaals de discretie van elk gen. Deze eigenschap van genen om de drager te zijn van één erfelijke eigenschap komt zowel tot uiting in de onafhankelijke combinatie van allelen van verschillende genen, als in hun onafhankelijke actie - in fenotypische expressie. De onafhankelijke verdeling van genen kan worden verklaard door het gedrag van chromosomen tijdens meiose. Tijdens meiose worden paren homologe chromosomen, en daarmee gepaarde genen, herverdeeld en divergeren onafhankelijk van elkaar in gameten.

Om de juistheid van zijn conclusies te verifiëren, voerde Mendel experimenten uit waarbij hij controleerde of de recessieve allelen van het gen niet echt verdwenen, maar alleen werden gemaskeerd door de dominante allelen van het gen. Mendel voerde een verificatieonderzoek uit in alle gevallen van zowel monohybride als dihybride kruisingen.

Stel dat individuen met genotypen AA en Aa hetzelfde fenotype hebben.

Wanneer vervolgens wordt gekruist met een persoon die recessief is voor deze eigenschap en het aa-genotype heeft, worden de volgende resultaten verkregen:

In het eerste geval geven individuen die homozygoot zijn voor het dominante (AA) gen geen F1-splitsing, en in het andere geval geven heterozygote individuen (Aa) bij kruising met een homozygoot individu al splitsing in F1.

Vergelijkbare resultaten werden verkregen bij het analyseren (testen) van kruisingen en voor twee paren allelen:

Het kruisen van een individu van een onbepaald genotype met een individu dat homozygoot is voor recessieve allelen wordt analysekruising genoemd (Fig. 30). Een dergelijke kruising wordt uitgevoerd om het genotype van een individu te bepalen. De analyse is niet alleen van theoretisch belang, maar ook van groot belang bij veredelingswerk.

de eerste generatie van dihybride kruisingen (Fj). Schrijf ze op met behulp van het Punnett-rooster.

vier*. Waarom worden individuen die homozygoot zijn voor dominante allelen niet gebruikt bij het analyseren van kruisingen om het genotype te identificeren?

Laboratoriumwerk nr. 3 (zie Bijlage c. § 21 Gekoppelde overerving van genen en kruising Aan het begin van de 20e eeuw, toen genetici veel experimenten begonnen uit te voeren met het kruisen van een grote verscheidenheid aan objecten (maïs, tomaten, muizen, vliegen, kippen, enz.), bleek dat de patronen die door Mendel zijn vastgesteld niet altijd worden gemanifesteerd. Zo wordt dominantie waargenomen in niet alle paren van allelen. In plaats daarvan ontstaan ​​intermediaire genotypen waarin beide allelen deelnemen. Veel paren van genen worden ook gevonden die niet voldoen aan de wet van onafhankelijke overerving van genen, vooral als een paar allelische genen zich op hetzelfde chromosoom bevinden, dat wil zeggen dat de genen als het ware aan elkaar zijn gekoppeld.

Dergelijke genen worden gekoppeld genoemd.

Het overervingsmechanisme van gekoppelde genen, evenals de locatie van sommige gekoppelde genen, werd vastgesteld door de Amerikaanse geneticus en embryoloog T. Morgan. Hij toonde aan dat de door Mendel geformuleerde wet van onafhankelijke overerving alleen geldig is in gevallen waarin genen met onafhankelijke eigenschappen gelokaliseerd zijn op verschillende niet-homologe chromosomen. Als de genen op hetzelfde chromosoom liggen, vindt de overerving van eigenschappen gezamenlijk plaats, d.w.z.

gekoppeld. Dit fenomeen werd gekoppelde overerving genoemd, evenals de wet van koppeling of de wet van Morgan.

De wet van koppeling stelt dat gekoppelde genen die zich op hetzelfde chromosoom bevinden, samen worden overgeërfd (gekoppeld).

Er zijn veel bekende voorbeelden van gekoppelde overerving van genen. In maïs bijvoorbeeld worden de kleur van zaden en de aard van hun oppervlak (glad of gerimpeld), aan elkaar gekoppeld, samen geërfd. Bij de siererwt (Lathyrus odoratus) worden bloemkleur en pollenvorm gekoppeld overgeërfd.

Alle genen van één chromosoom vormen een enkel complex - een koppelingsgroep.

Ze vallen meestal in één geslachtscel - de gameet en worden samen geërfd.

Daarom gehoorzamen de genen in de koppelingsgroep niet aan de derde wet van onafhankelijke overerving van Mendel. Volledige koppeling van genen is echter zeldzaam. Als de genen dicht bij elkaar liggen, is de kans op chromosoomkruising klein en kunnen ze lange tijd op hetzelfde chromosoom blijven en daarom samen worden geërfd. Als de afstand tussen twee genen op een chromosoom groot is, is de kans groot dat ze zich langs verschillende homologe chromosomen kunnen verspreiden. In dit geval gehoorzamen de genen de wet van onafhankelijke overerving.

De derde wet van Mendel weerspiegelt dus een frequent, maar niet absoluut fenomeen in de overerving van eigenschappen.

Het belangrijkste bewijs voor de overdracht van erfelijkheid werd verkregen in de experimenten van Morgan en zijn medewerkers.

In zijn experimenten gaf Morgan de voorkeur aan de fruitvlieg Drosophila (Drosophila melanogaster). En tot nu toe is het een favoriet onderzoeksobject van genetici. Drosophila kan heel gemakkelijk en snel in het laboratorium worden gekweekt, en het belangrijkste is dat het erg handig is voor hybridologische analyse vanwege de vele elementaire eigenschappen waarmee gemakkelijk rekening kan worden gehouden. Op dit moment is het genotype ontcijferd, gedetailleerde kaarten van genkoppelingsgroepen in chromosomen zijn gemaakt (Drosophila heeft slechts 4 paar chromosomen). Veel bepalingen van de chromosoomtheorie van erfelijkheid en de eigenschappen van het gen zijn door T. Morgan bepaald op basis van experimenten met Drosophila. T. Morgan wordt beschouwd als de schepper van de chromosoomtheorie van erfelijkheid.

Oversteken. Morgan ontdekte bij het bestuderen van de overerving van geslachtsgebonden eigenschappen de lineaire rangschikking van genen op een chromosoom, formuleerde de doctrine van het gen als een elementaire drager van erfelijke informatie en ontwikkelde een methode voor het construeren van genetische kaarten van chromosomen. Hij installeerde ook genetische rol meiose en ontdekte het fenomeen van oversteken. Crossing-over werd voor het eerst ontdekt in de studie van de gekoppelde overerving van eigenschappen veroorzaakt door genen die zich op hetzelfde chromosoom bevinden. Tijdens de experimenten verscheen een klein aantal individuen met gerecombineerde eigenschappen.

In dit geval bleek een van de eerder gekoppelde genen in één chromosoom te zijn en de tweede - in een ander, homoloog, omdat de chromosomen elkaar overlappen en hun secties verwisselden. Dit fenomeen werd oversteken genoemd (zie Fig. 24).

Bedenk dat oversteken plaatsvindt aan het einde van profase I van meiose. In het proces van meiose komen homologe chromosomen, voordat ze zich in verschillende kernen verspreiden, tegen elkaar aan, conjugeren (verbinden), kruisen elkaar, wisselen sites uit. Hoe verder uit elkaar gelegen genen op een chromosoom liggen, waarschijnlijker hun "scheiding" tijdens het oversteken. Hoe dichter bij elkaar hun plaats op het chromosoom, hoe sterker ze met elkaar verbonden zijn. Als gevolg van de breuk en verbinding in een nieuwe volgorde van DNA-strengen in homologe chromosomen, worden hun secties onderling uitgewisseld. Eerder gekoppelde genen kunnen worden gescheiden en vice versa. Als gevolg hiervan worden nieuwe combinaties van allelen van verschillende genen gemaakt, worden allele genen herschikt en verschijnen nieuwe genotypen.

Cross-over kan op elk chromosoom voorkomen. De genen die door kruisingen deel uitmaken van de koppelingsgroepen in de chromosomen van de ouderindividuen, worden gescheiden, vormen nieuwe combinaties en komen in zo'n nieuwe vorm de gameten binnen.

De nakomelingen van dergelijke gameten hebben een nieuwe combinatie van allele genen, die de bron is van de genetische variabiliteit die in populaties wordt waargenomen.

Crossing-over is een belangrijke bron van het ontstaan ​​van nieuwe combinaties van genen in de genotypen van individuen en het ontstaan ​​van variabiliteit van eigenschappen.

Crossing-over speelt een belangrijke rol in de evolutie, omdat het bijdraagt ​​aan het ontstaan ​​van erfelijke variabiliteit. Door genen te recombineren, ontstaat de mogelijkheid om individuele genen te selecteren in plaats van hun combinaties. Genen die zowel gunstig als schadelijk zijn voor het lichaam kunnen bijvoorbeeld tegelijkertijd op het chromosoom aanwezig zijn. Dankzij crossover kunnen nieuwe herschikkingen van genen, die vervolgens aan selectie worden onderworpen, leiden tot het verdwijnen van schadelijke genen en het behoud van gunstige genen, wat een voordeel zal opleveren voor het bestaan ​​van een individu met een dergelijk genotype in de omgeving. Nieuwe genotypen die zijn ontstaan ​​als gevolg van kruisingen, in combinatie met de werking van natuurlijke selectie, kunnen een nieuwe richting geven aan de manifestatie van de eigenschappen van levende organismen, waardoor ze zich beter kunnen aanpassen aan de omgevingsomstandigheden.

1. Formuleer de wet van Morgan.

2*. Hoe verstoort oversteken de genkoppeling?

3*. Verwijder het extra woord dat de juistheid van de stelling vervormt en vul de stelling aan met het juiste woord.

Gekoppeld zijn genen die in hetzelfde genotype liggen.

4. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

De bron van het ontstaan ​​van nieuwe combinaties in de genotypen van individuen zorgt voor het ontstaan ​​van erfelijke variabiliteit.

§ 22 Interactie van genen en hun meervoudige werking Een gen is een structurele eenheid van erfelijke informatie. Materieel wordt een gen weergegeven door een deel van een DNA-molecuul (in zeldzame gevallen RNA). Genen controle elementaire tekens in het proces van individuele ontwikkeling van het organisme. De eerste onderzoeken naar de aard van het gen, uitgevoerd aan het begin van de 20e eeuw, waren vooral gericht op het ophelderen van de rol van het gen bij de overdracht van erfelijke eigenschappen. Een even belangrijke taak was het ontcijferen van de werkingspatronen van genen. De oplossing heeft niet alleen theoretische, maar ook praktische betekenis, omdat het mogelijke voorkomt schadelijke gevolgen deze actie.

Genetische studies hebben de discrete aard van genen vastgesteld, wat wordt bevestigd door hun onafhankelijke overerving: elk van de genen bepaalt de ontwikkeling van een eigenschap onafhankelijk van de andere. Er zijn echter verschillende soorten interactie tussen verschillende genen, vanwege complexe relaties tussen zowel allelische als niet-allelische genen.

Gecombineerd in het genotype, fungeren ze allemaal samen als een systeem van op elkaar inwerkende individuele genen.

Onder de interacties van genen moet men allereerst de relaties van dominantie en recessief noemen, wanneer het recessieve allel van het gen onder invloed van het dominante allel niet in het fenotype voorkomt. Daarnaast zijn er feiten die aantonen dat genen de manifestatie van de acties van andere, niet-allelische genen beïnvloeden. Er worden ook gevallen beschreven waarin de ontwikkeling van een of andere eigenschap van een organisme niet door één, maar door meerdere genen wordt gestuurd. Bij mensen bepalen bijvoorbeeld ten minste vier genen het verschil in huidskleur tussen vertegenwoordigers van de negroïde en blanke rassen.

Onder mensen zijn er af en toe (1: 20.000-1: 40.000) albino's (lat. a / bus - "wit"): ze hebben wit haar, een zeer lichte huid, roze of lichtblauwe irissen. Deze mensen zijn homozygoot voor het recessieve gen a, waarvan het dominante allel verantwoordelijk is voor de aanmaak van melaninepigment in het lichaam. Met behulp van melanine krijgen de huid, het haar en de ogen van een persoon kleur. Daarom wordt het dominante allel A van dit gen vaak het normale pigmentatiegen genoemd. Maar het blijkt dat bij mensen de synthese en distributie van melanine afhankelijk is van een aantal andere genen die zich op andere loci bevinden.

Bij sommige mensen veroorzaakt het dominante F-gen een fragmentarische ophoping van melanine, wat resulteert in sproeten, terwijl een ander dominant P-gen pigmentstoornissen veroorzaakt, waardoor grote delen van de huid licht en ongepigmenteerd blijven. Een aantal genen die zich op andere loci bevinden, beïnvloeden de hoeveelheid melanine in het menselijk lichaam, waardoor verschillende tinten huid, haar en oogkleur ontstaan.

Er zijn veel voorbeelden die aantonen dat de mate van ontwikkeling van eenzelfde eigenschap te danken is aan de invloed van een aantal genen die zich op een vergelijkbare manier manifesteren. Verschillende niet-allele genen dupliceren als het ware elkaars acties in de manifestatie dit teken. Deze interacties van genen worden polymerie (Griekse polymereia - "polysyllabiciteit") genoemd, en de genen zelf worden polymeer genoemd.

Afhankelijk van het type polymeer, de huidskleur van de mens, de planthoogte, de hoeveelheid eiwit in het endosperm van zaden, het gehalte aan vitamines in fruit, het suikergehalte in suikerbietenwortels, de snelheid van biochemische reacties in cellen, de groeisnelheid en gewicht van dieren, de eiproductie van kippen, de melkachtigheid van koeien en andere belangrijke en nuttige tekenen van het lichaam.

De fenotypische eigenschappen van een organisme worden meestal bepaald door de interactie van vele allelische en niet-allelische genen die in dezelfde richting werken. Het is echter niet ongebruikelijk dat hetzelfde gen meerdere eigenschappen veroorzaakt. Dit fenomeen wordt meervoudige genactie genoemd.

In een tuinbouwplant bepaalt het hybride gen dat verantwoordelijk is voor de rode kleur van de bloem tegelijkertijd de paarse tint van de bladeren, de verlenging van de stengel en het grote gewicht van de zaden. In alle bloeiende planten regelen de genen die zorgen voor rode (anthocyanine) bloemkleuring tegelijkertijd de rode kleur van de stengel in de scheut. Bij de fruitvlieg Drosophila beïnvloedt een gen dat het gebrek aan pigment in de ogen bepaalt, de kleur van sommigen interne organen, veroorzaakt een afname van de vruchtbaarheid en vermindert de levensverwachting van een individu. In West-Pakistan werden dragers van hetzelfde gen gevonden, die de afwezigheid van beide zweetklieren in bepaalde delen van het lichaam en sommige tanden bepalen.

Polymerisme, evenals de meervoudige werking van één gen en zijn allelen, geven aan dat de relatie tussen genen en de manifestatie van eigenschappen behoorlijk complex is. Ze zijn afhankelijk van de combinatie van allelische en niet-allelische genen, en van hun locatie in chromosomen, en van hun gedrag bij mutaties, en van vele andere factoren. Daarom is de uitdrukking "een gen bepaalt de manifestatie van een eigenschap"

vrij voorwaardelijk.

De manifestatie van een eigenschap en de werking van een gen zijn altijd afhankelijk van andere genen - van het hele genotype, d.w.z. de genotypische omgeving.

Het concept van een genotypische omgeving werd in de wetenschap geïntroduceerd door de huiswetenschapper S.S.

Chetverikov in 1926 om een ​​complex van genen aan te duiden die de belichaming in het fenotype van een bepaald gen of een bepaalde groep genen beïnvloeden. De genotypische omgeving is het gehele genotype waartegen de genen werken. Bovendien zal elk gen anders worden gerealiseerd, afhankelijk van de genotypische omgeving waarin het zich bevindt.

Gezien de werking van een gen, zijn allelen, moet niet alleen rekening worden gehouden met de genotypische omgeving die de interactie van genen beïnvloedt, maar ook met de impact van de omgeving waarin het organisme zich ontwikkelt.

De mate van manifestatie van de eigenschap, d.w.z. de kwantitatieve kenmerken, hangt af van de externe omgeving. Drosophila, homozygoot voor het recessieve allel, heeft bijvoorbeeld kleine (rudimentaire) vleugels in het fenotype. Meer contrast (meer uitgesproken) dit kenmerk komt tot uiting als deze vlieg zich bij een lage temperatuur ontwikkelde. Dit voorbeeld laat zien dat de manifestatie van een eigenschap (fenotype) het resultaat is van de interactie van genen in de specifieke omstandigheden van het bestaan ​​van een organisme.

Alle tekenen van een organisme (fenotype) ontwikkelen zich in het proces van interactie tussen het genotype en de omgeving.

Alleen bij gelijktijdige gelijktijdige invloed van erfelijkheid (genotype) en de omgeving verschijnen de tekenen van het organisme (fenotype). Het vermogen van het genotype om op een speciale manier (op verschillende manieren) in verschillende omgevingscondities te worden gerealiseerd en te reageren op veranderende omstandigheden geeft het organisme de mogelijkheid om in de omgeving te bestaan, zijn levensvatbaarheid en ontwikkeling.

1. Hoe verschilt de interactie van genen van hun meervoudige actie?

2*. Leg de begrippen "genotypische omgeving" en "externe omgeving" uit.

3. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

De interacties van genen, evenals hun ambigue acties, leiden tot de conclusie dat de relatie tussen genen en eigenschappen behoorlijk complex is.

vier*. Maak de zin af door de juiste woorden te kiezen.

Dubbele acties van verschillende genen in de manifestatie van deze eigenschap worden genoemd:

§ 23 Geslachtsbepaling en overerving van geslachtsgebonden eigenschappen Het meeste bewijs voor Morgans chromosoomtheorie van erfelijkheid komt uit experimenten met Drosophila. Zorgvuldig cytologisch onderzoek van de cellen van deze vlieg hielp om verschillen tussen de chromosomen van mannetjes en vrouwtjes op te sporen. Deze ontdekking vormde de basis voor het oplossen van een belangrijke vraag: welke mechanismen bepalen het geslacht van individuen, d.w.z. hun meest diepgaande verschillen die van invloed zijn op de ontwikkeling van vele functies en organen die rechtstreeks verband houden met seksuele voortplanting?

Het bleek dat Drosophila-cellen vier paar chromosomen hebben. Hiervan zijn drie paren hetzelfde voor beide geslachten, en het vierde paar bestaat uit chromosomen die er anders uitzien. Vrouwtjes in het vierde paar hebben twee rechte chromosomen, terwijl mannen een rechte en een gebogen hebben. Rechte chromosomen worden X-chromosomen (X-chromosomen) genoemd en gebogen - Y-chromosomen (Y-chromosomen). Een paar verschillende chromosomen die bij mannen en vrouwen niet hetzelfde zijn, worden geslachtschromosomen (X en Y) genoemd. Alle identieke chromosomen in de cellen van tweehuizige organismen, behalve geslachtschromosomen, worden autosomen genoemd (van het Griekse autos - "zelf" en soma - "lichaam") of niet-geslachtschromosomen (A). Het uiterlijk van de chromosomen van de mannelijke en vrouwelijke Drosophila wordt weergegeven in figuur 31. Het totale aantal, de grootte en de vorm van de chromosomen die kenmerkend zijn voor een bepaald type organisme wordt een karyotype genoemd (van het Griekse karyon - "kern" en typefouten - " vorm”, “monster”).

Alle eieren (vrouwelijke gameten) van Drosophila in de haploïde set (in het genoom) bevatten vier chromosomen, waarvan één het X-chromosoom. Spermatozoa (mannelijke gameten) hebben ook vier chromosomen, maar onder hen draagt ​​​​de ene helft van de spermatozoa het X-chromosoom en de andere helft het Y-chromosoom.

Bevruchting van een eicel door een X-chromosoom dat sperma bevat, leidt tot een zygote vrouwelijk type XX. Maar als het ei wordt bevrucht door een sperma dat een Y-chromosoom bevat, verschijnt er een zygote mannelijk type XY (afb. 32).

Een vergelijkbare manier om het geslacht te bepalen is inherent aan alle zoogdieren, inclusief de mens.

Het geslacht van het nageslacht wordt bepaald door het type sperma dat de eicel bevrucht.

Talrijke studies van plantaardige, dierlijke en menselijke cellen hebben de aanwezigheid van mannelijke en vrouwelijke geslachtschromosomen bevestigd.

Er zijn 46 chromosomen in alle somatische cellen (cellen van het lichaam). Bij vrouwen worden ze vertegenwoordigd door 22 paar autosomen (niet-geslacht) en een paar geslachtschromosomen XX, terwijl ze bij mannen 22 paar autosomen en een paar geslachtschromosomen XY zijn (Fig. 33).

Zoals alle organismen, hebben geslachtscellen (ei en sperma) bij mensen een haploïde set chromosomen, gevormd tijdens het proces van reductiedeling in meiose. Daarom heeft elk ei 22 autosomen en één X-chromosoom. Spermatozoa hebben ook een haploïde set chromosomen, maar de ene helft van de spermatozoa in een cel heeft, naast 22 autosomen, één X-chromosoom en de andere helft heeft 22 autosomen en één Y-chromosoom.

Tijdens de bevruchting wordt na penetratie van een zaadcel met een Y-chromosoom in de eicel een zygote (XY) gevormd waaruit een jongen ontstaat, en als een zaadcel met een X-chromosoom doordringt, dan ontwikkelt zich uit zo'n zygote een meisje (XX). Chromosomen X en Y vormen het begin van de hele reeks gebeurtenissen die zullen leiden tot de onderdrukking van de tekenen van het ene en de manifestatie van tekenen van het andere geslacht.

Het geslacht van een persoon wordt genetisch bepaald - door de genen van de geslachts-X- en Y-chromosomen.

Een vrouw (XX) heeft altijd één X-chromosoom van haar vader en één X-chromosoom van haar moeder. Een man (X Y) heeft alleen een X-chromosoom van zijn moeder. Dit komt door de eigenaardigheid van de overerving van genen die zich op de geslachtschromosomen bevinden. Bij de mens speelt het Y-chromosoom een ​​beslissende rol bij de geslachtsbepaling.

Elke persoon erft van zijn ouders lichaamsvorm, bloedgroep, huid- en oogkleur, biochemische activiteit van cellen en nog veel meer. Tegelijkertijd volgt de erfelijkheid van een persoon, net als alle andere organismen, in de manifestatie van tekens grotendeels de Mendeliaanse wetten. Voorbeelden van de overerving van sommige menselijke eigenschappen worden getoond in Tabel 1.

Het feit dat kinderen op de een of andere manier op hun ouders lijken, wijst op de erfelijke conditionaliteit van dergelijke kenmerken.

De verdeling van ouderlijke kenmerken in het nageslacht hangt af van de verdeling van ouderlijke chromosomen in meiose en hun daaropvolgende paring in de zygote tijdens de bevruchting. Geslachtschromosomen bevatten genen die niet alleen het geslacht bepalen, maar ook andere tekens van het lichaam, die geslachtsgebonden worden genoemd.

Overerving van enkele menselijke eigenschappen De overdracht van genen die zich op de geslachtschromosomen bevinden, en de overerving van eigenschappen die door deze genen worden gecontroleerd, wordt geslachtsgebonden overerving genoemd.

De geslachtschromosomen kunnen genen bevatten die niet gerelateerd zijn aan geslachtskenmerken. Er zijn vooral veel van deze genen op het X-chromosoom. In vergelijking daarmee is het Y-chromosoom genetisch inert. De meeste genen op het X-chromosoom zijn niet aanwezig op het Y-chromosoom. Daarom kan de overerving van eigenschappen die verband houden met het geslacht van een individu anders worden gepresenteerd bij mannen en vrouwen, bij vrouwen en mannen in het dierenrijk.

Schildpadkatten (afwisselend zwarte en rode vlekken) worden bijvoorbeeld alleen bij vrouwen aangetroffen. Dit feit kon lange tijd niet worden verklaard, totdat bekend werd dat het B-gen - zwarte kleur en het b-gen - rode kleur zich op de X-chromosomen bevinden. Deze genen zijn afwezig op het Y-chromosoom. Omdat het mannelijke individu slechts één X-chromosoom heeft, kan de kat zwart of rood zijn, maar zal geen schildpadkleur hebben, omdat de ontwikkeling ervan de gelijktijdige aanwezigheid in het lichaam van beide genen vereist - B en b.

Laten we het X-chromosoom met het dominante gen B aanduiden als XB, en het X-chromosoom met het recessieve gen b als Xb. Volgens de erfelijkheidswetten zijn de volgende combinaties van genenparen in chromosomen en hun fenotypes mogelijk: XB XB - zwarte kat; Xb X b - rode kat; Xb X b - schildpadkat; X B Y - zwarte kat; Xb Y - rode kat.

Er zijn drie soorten geslachtsgebonden overerving: overerving met behulp van genen gelokaliseerd op het X-chromosoom; overerving door de aanwezigheid van allelen van dezelfde genen in de X- en Y-chromosomen; overerving waargenomen in de aanwezigheid van bepaalde genen alleen op het Y-chromosoom.

De studie van geslachtsgebonden overerving en het mechanisme van eigenschapoverdracht is erg belangrijk voor het vergroten van de levensvatbaarheid van levende organismen, voor het werk van fokkers en ook voor het ophelderen van de oorzaken van erfelijke ziekten veroorzaakt door veranderingen in het erfelijk materiaal van het organisme.

1. Hoe het geslacht van het toekomstige organisme te bepalen?

2*. Bouw de juiste verklaring op.

Het totale aantal, de grootte en de vorm van chromosomen van alle soorten levende organismen wordt genoemd:

a) genotype;

b) X-chromosoom;

c) Y-chromosoom;

d) karyotype.

3*. Voeg het ontbrekende woord toe aan de verklaring.

Alle identieke chromosomen in de cellen van tweehuizige organismen, behalve ..., worden autosomen genoemd.

4. Hoeveel chromosomen zitten er in menselijke cellen?

§ 24 Erfelijke variabiliteit In de natuur is het moeilijk om twee absoluut identieke individuen te vinden, zelfs niet in de nakomelingen van hetzelfde paar ouders. Zoals je al weet, wordt de eigenschap van organismen om in verschillende vormen of toestanden te bestaan, variabiliteit genoemd.

Variabiliteit is een gemeenschappelijke eigenschap van alle organismen. Het manifesteert zich in hen op een aantal manieren. Zelfs twee planten van dezelfde soort die naast elkaar groeien, verschillen bijvoorbeeld in het aantal scheuten en vruchten, bladgroottes en andere eigenschappen. Het is echter niet altijd mogelijk om door eenvoudige waarnemingen te bepalen of de variabiliteit het gevolg is van een genotype-stoornis (erfelijk) of niet wordt veroorzaakt door een genotype-stoornis. Dit kan alleen proefondervindelijk worden vastgesteld (bijvoorbeeld door te kruisen).

Elke eigenschap is een zichtbaar resultaat van de implementatie van erfelijkheid (genotype) onder bepaalde omstandigheden. Daarom hangen de tekens enerzijds af van de genetische kenmerken van het organisme en anderzijds van de levensomstandigheden.

Bijgevolg weerspiegelt variabiliteit de relatie van een organisme met de omgeving en beïnvloedt het elk van zijn tekens en genetische structuren: genen, chromosomen en het genotype als geheel.

De omgeving beïnvloedt voortdurend het lichaam en verandert, verzwakt of versterkt de manifestatie van zijn erfelijke kenmerken. Tegelijkertijd produceren de oorspronkelijke organismen tijdens het reproductieproces altijd nakomelingen die vergelijkbaar zijn met zichzelf, waarbij ze de continuïteit van het leven realiseren volgens het principe "cel - van cel", d.w.z.

"Zoals verwekt zoals." De nakomelingen van een paar katten zijn altijd katten, net zoals de nakomelingen van de eencellige algen chlorella altijd chlorella zullen zijn. Door de eigenschappen van de ouders te erven, wordt de gelijkenis met hen doorgegeven aan het nageslacht.

Nakomelingen erven echter alleen het genetische materiaal dat is geconcentreerd in de chromosomen. Daarom erven kinderen geen eigenschappen en eigenschappen van hun ouders, maar de genen die deze eigenschappen en eigenschappen beheersen. Bovendien ondergaan de genen zelf (en chromosomen) in het proces van meiose en het leven van een individu een aantal veranderingen die te wijten zijn aan:

de werking van gekoppelde overerving van eigenschappen, evenals geslachtsgebonden overerving; lokalisatie van genen in chromosomen; dominantie van allele genen, enz.

Dit leidt ertoe dat de nakomelingen eigenschappen hebben die niet in de ouders en hun voorouders zaten. De variabiliteit die zo is ontstaan ​​zorgt voor de ongelijkheid van nakomelingen en ouders.

De variabiliteit die optreedt in verband met een verandering in het genetisch materiaal wordt erfelijk of genotypisch genoemd.

Een van de resultaten van erfelijke variabiliteit is de vorming van nieuwe organismen (nieuwe genotypen), die zorgen voor de diversiteit van het leven, de voortzetting en de evolutionaire ontwikkeling ervan.

Genotypische variabiliteit is breed vertegenwoordigd in de natuur. Soms zijn dit zeer grote veranderingen, die zich bijvoorbeeld manifesteren in tekenen van dubbelheid bij bloemen, korte poten bij dieren (bij schapen, kippen), maar vaker zijn dit kleine, nauwelijks merkbare afwijkingen van de norm.

Een verandering in het genotype leidt meestal tot een verandering in het fenotype.

Genotypische (erfelijke) variabiliteit is meestal gebaseerd op nieuwe combinaties van allelen die worden gevormd tijdens meiose, bevruchting of mutatie. Daarom is erfelijke (genotypische) variabiliteit verdeeld in twee soorten: combinative en mutatie. In beide gevallen zijn de structuur van het gen en de structuur van chromosomen verstoord, d.w.z. de sequentie van nucleotiden in DNA verandert, het aantal chromosomen en de splitsing van paren van allelen van genen; met andere woorden, het genotype verandert. Dit alles leidt tot het ontstaan ​​van nieuwe erfelijke eigenschappen.

Combinatievariabiliteit is het resultaat van de herverdeling van het erfelijk materiaal van ouders onder hun nakomelingen. Recombinatie of recombinatie van genen en chromosomen vindt meestal plaats tijdens meiose (tijdens het proces van oversteken, wanneer homologe chromosomen scheiden) en tijdens bevruchting.

Combinatieve erfelijke variabiliteit is universele eigenschap mutatieveranderingen in de vorm van de vleugels, lichaamskleur, ogen, evenals vele fysiologische symptomen(levensverwachting, vruchtbaarheid, weerstand tegen schadelijke factoren, enz.).

De meeste mutaties zijn neutraal, maar er zijn mutaties die schadelijk zijn voor het organisme, sommige (dodelijk) zelfs de dood veroorzaken. Zeer zelden treden mutaties op die nuttig zijn voor het organisme en die sommige eigenschappen van een individu verbeteren, maar het zijn deze, gefixeerd in het nageslacht, die het een aantal voordelen geven bij natuurlijke selectie ten opzichte van andere.

Genotypische variabiliteit is inherent aan alle levende organismen. Het is de belangrijkste bron van genetische diversiteit van individuen binnen een soort, die de evolutie van soorten in de natuur en selectie bepaalt. de beste vormen bij de selectie.

Een belangrijk patroon van erfelijke variabiliteit werd onthuld door een uitstekende huiswetenschapper - een botanicus, geneticus en fokker, N.I. Vavilov. Hij ontdekte dat erfelijke veranderingen in één soort gelijkaardige veranderingen in gelijkaardige soorten en zelfs geslachten kunnen voorspellen.

De door hem ontdekte regelmaat wordt de wet van homologische reeksen in erfelijke variabiliteit of de wet van Vavilov genoemd.

Bij het bestuderen van de variabiliteit van kenmerken in talrijke soorten en geslachten van de graanfamilie, ontdekte Vavilov dat in nauw verwante soorten en geslachten van granen het proces van erfelijke variabiliteit parallel verloopt en gepaard gaat met het verschijnen van soortgelijke kenmerken met een zodanige nauwkeurigheid dat, als men een aantal vormen in één soort kent, kan men het verschijnen van gelijkaardige vormen en in andere verwante soorten en geslachten voorspellen.

Dit patroon was ook goed terug te vinden in peulvruchten, pompoenen, nachtschade, kruisbloemigen en andere soorten. Het bleek dat vergelijkbare reeksen van erfelijke variabiliteit ook gevonden worden op het niveau van verwante families (Tabel 2).

Variabiliteit van erfelijke eigenschappen bij vertegenwoordigers van de vlinderbloemigenfamilie Erfelijke eigenschappen Bloemkleur:

paarse N.I. Vavilov schreef: "Hele plantenfamilies worden over het algemeen gekenmerkt door een bepaalde cyclus van variabiliteit die door alle geslachten van de familie gaat."

De theoretische basis voor het vaststellen van reeksen van eigenschapvariabiliteit is het idee van de eenheid van oorsprong van verwante soorten van gemeenschappelijke voorouders die een bepaalde reeks genen bezaten die verschijnen (of zouden moeten verschijnen) in afstammelingen in verschillende geslachten en soorten. Vavilovs onderzoek ging rechtstreeks over planten, maar de door hem geformuleerde wet van homologische reeksen van erfelijke variabiliteit bleek ook van toepassing te zijn op dieren.

1. Noem de oorzaak van erfelijke variabiliteit.

2*. Leg uit wat de rol is van genotypische variabiliteit in dieren in het wild.

3. In elke regel zijn drie termen op een bepaalde manier met elkaar verbonden. Geef hun algemene kenmerken en definieer een vierde term die er niets mee te maken heeft.

a) Gen, variabiliteit, genotype, erfelijkheid.

b) Fenotype, eigenschap, gen, mutatie.

c) Combinatieve variabiliteit, mutageen, mutatie, genotypische variabiliteit.

§ 25 Andere soorten variabiliteit Volgens de mechanismen van optreden en de aard van veranderingen in eigenschappen, worden naast erfelijke (genotypische) nog twee soorten variabiliteit onderscheiden - modificatie en ontogenetische.

wijziging variabiliteit. De variabiliteit die optreedt zonder veranderingen in het genotype wordt modificatie genoemd (van het Latijnse modus- "measure", "kind" en facio- "I do"), of niet-erfelijk (fenotypisch).

Variabiliteit van modificatie komt tot uiting in modificaties - veranderingen in de kenmerken van een organisme (zijn fenotype) onder invloed van omgevingsfactoren.

Het wordt niet geassocieerd met een verandering in het genotype, maar wordt erdoor bepaald. Externe invloeden kunnen veranderingen in een persoon veroorzaken die schadelijk, onverschillig of gunstig voor hem kunnen zijn - adaptieve aanpassingen (lat. adaptatio - "aanpassing", "aanpassing"). Alle modificaties zijn echter relatief van aard, ze werken alleen onder specifieke omstandigheden en worden niet bewaard in andere omstandigheden, omdat ze niet in het genotype zijn vastgelegd en niet worden geërfd.

Wijzigingen treden gedurende de hele levensduur van het organisme op, waardoor het in specifieke omgevingsomstandigheden kan bestaan.

Modificatie-aanpassingen worden niet overgeërfd.

Elk paar organismen van dezelfde soort verschilt altijd enigszins van elkaar. In een bos, aan de rand, op een open plek of in een veld in de buurt, verschillen groeiende planten van dezelfde soort van elkaar (in grootte, groeisnelheid, kroonvorm, bloeiwijzen, enz.), omdat ze zich ontwikkelen in ongelijke omgevingscondities: ze krijgen een ongelijke hoeveelheid licht, water, mineralen, komen in contact met de verschillende samenstelling van naburige soorten. Hetzelfde beeld is typerend voor individuen van schimmels, dieren en alle andere organismen.

Zelfs de bladeren van dezelfde plant hebben verschillende anatomische, fysiologische en morfologische eigenschappen. Bij seringen bijvoorbeeld aan de zonzijde van de struik hebben de bladeren een lichte structuur en in de diepten van de kruin en aan de schaduwzijde een schaduwstructuur (Fig. 34). In Vallisneria, pijlpunt, waterboterbloem en vele andere waterplanten hebben de bladeren die onder en boven water zijn verschillende uiterlijk en de interne structuur van weefsels en cellen (Fig. 35).

Er zijn veel voorbeelden van modificatievariabiliteit. Ze laten zien dat zelfs organismen met hetzelfde genotype, maar gegroeid in verschillende omstandigheden verschillen altijd onderling in de manifestatie van tekens, d.w.z. fenotypisch. Dergelijke eigenschappen worden niet geërfd, omdat ze niet in het genotype zijn vastgelegd.

De veranderingen die zijn waargenomen bij Bonellia greena, of de verandering in de vorm van de bladeren in pijlpunt, lila, evenals de toename van de melkgift wanneer de koeien overvloedig worden gevoerd, de verhoogde vertakking van de scheuten bij het snoeien van de apicale knoppen, de verbetering in gezondheid met het gebruik van vitaminen, en vele gelijkaardige voorbeelden van kwantitatieve aard, verschijnen op een gelijkaardige manier in alle individuen van elke soort. Daarom wordt modificatievariabiliteit ook groep (massa) of specifiek genoemd. Deze termen zijn geïntroduceerd door C. Darwin. Hij merkte op dat een zekere variabiliteit wordt waargenomen in die gevallen waarin alle individuen van een bepaald ras, of variëteit, of soort, onder invloed van een bepaalde oorzaak, op dezelfde manier in één richting veranderen.

reactiesnelheid. Variabiliteit van modificatie heeft nogal rigide grenzen, of limieten, voor de manifestatie van een eigenschap, vanwege de genotypische eigenschap van een individu. De limieten van de modificatievariabiliteit van de eigenschap van een organisme worden de reactienorm genoemd. De reactiesnelheid kenmerkt het vermogen van organismen van een bepaalde soort om (binnen het genotype) te reageren op veranderende omstandigheden en de mogelijkheid van manifestatie van tekenen in bepaalde specifieke omstandigheden op een speciale manier. Sommige tekens (bijvoorbeeld eierproductie, melkachtigheid, vetophoping, gewicht en groei van organismen), d.w.z. tekens van kwantitatieve aard, hebben een zeer brede reactiesnelheid, andere (kleur van wol, zaden, bladvorm, grootte en vorm van eieren), d.w.z. kwalitatieve kenmerken - erg smal. De grenzen van de reactienorm worden bepaald door het genotype.

Gedomesticeerde Japanse kwartel legt eieren met een gemiddeld gewicht van 10 g.

blootstelling aan UV-stralen zonnebrand verdwijnt geleidelijk. Bij sommige vissen is er een geslachtsverandering naar het tegenovergestelde en omgekeerd, en soms duurt dit proces slechts enkele minuten (bijvoorbeeld bij seranusstokken). In de meeste gevallen zijn wijzigingen onstabiel en verdwijnen ze zodra de actie van de factoren die ze veroorzaakten ophoudt, maar ze geven individuen de kans om te overleven in specifieke veranderde omstandigheden.

Modificaties zijn niet-overgeërfde adaptieve reacties van het lichaam (en cellen) op veranderingen in omgevingscondities.

De basis van modificatievariabiliteit is het fenotype als resultaat van de interactie van het genotype en externe omstandigheden. Daarom wordt dit type variabiliteit ook fenotypisch genoemd.

Het belang van de variabiliteit van modificaties werd goed uitgedrukt door de huiswetenschapper die de evolutiekwesties bestudeerde, I.I. Schmalhausen: "Adaptieve (adaptieve) modificatie is de eerste test van de reactie, met behulp waarvan het organisme als het ware de mogelijkheid controleert om de omgeving te vervangen en beter te gebruiken."

De rol van modificatievariabiliteit in de natuur is groot, omdat het organismen de mogelijkheid biedt om zich tijdens hun ontogenese aan te passen (aan te passen) aan veranderende omgevingsomstandigheden.

ontogenetische variabiliteit. Ontogenetische of leeftijdsgebonden variabiliteit wordt de regelmatige veranderingen in het lichaam genoemd die zich hebben voorgedaan in de loop van zijn individuele ontwikkeling (ontogenese). Met een dergelijke variabiliteit blijft het genotype ongewijzigd, daarom wordt het geclassificeerd als niet-erfelijk. Alle ontogenetische veranderingen worden echter vooraf bepaald door erfelijke eigenschappen (genotype), die vaak veranderen tijdens de ontogenese. Als gevolg hiervan verschijnen er nieuwe eigenschappen in het genotype. Dit brengt ontogenetische variabiliteit dichter bij erfelijkheid. De ontogenetische variabiliteit neemt dus een tussenpositie in tussen erfelijke en niet-erfelijke variabiliteit (tabel 3).

Soorten variabiliteit Alle soorten variabiliteit zijn van groot belang in het leven van organismen.

Variabiliteit, d.w.z. het vermogen van organismen om in verschillende variaties te bestaan, in de vorm van individuen met verschillende eigenschappen, - een van de kritische factoren leven, waardoor het aanpassingsvermogen van organismen (populaties en soorten) aan veranderende bestaansomstandigheden wordt gewaarborgd en de evolutie van soorten wordt veroorzaakt.

1. Is het mogelijk om, door de voedingscondities te verbeteren, van kortharige katten langharige katten te maken?

2*. De rol van de reactienorm in het leven van een individu en een soort uitleggen. 3. In elke regel zijn drie termen op een bepaalde manier met elkaar verbonden. Geef hun algemene kenmerken en definieer een vierde term die er niets mee te maken heeft.

Modificatie, fenotypisch, mutatie, definitief (variabiliteit).

Ontogenetisch, erfelijk, niet-erfelijk, adaptief (variabiliteit).

Laboratoriumwerk nr. 4 (zie bijlage, p. 231).

§ 26 Geslachtsgebonden erfelijke ziekten Er zijn ongeveer 3.000 erfelijke ziekten en anomalieën (misvormingen) in de medische genetica De studie en mogelijke preventie van de gevolgen van menselijke genetische defecten zijn van groot belang voor het behoud als soort. Momenteel lijdt ongeveer 4% van de pasgeborenen aan genetische defecten. Er wordt aangenomen dat ongeveer een op de 10 menselijke gameten onjuiste informatie bevat als gevolg van een mutatie. Gameten met fouten in het genetisch materiaal veroorzaken miskramen of doodgeboorten.

Alle erfelijke ziekten zijn onder te verdelen in twee grote groepen:

ziekten geassocieerd met genmutaties en ziekten geassocieerd met chromosoommutaties.

Genetische ziekten en afwijkingen. Waaronder pathologische aandoeningen organismen die het gevolg zijn van een mutatie in een gen. Een schending van DNA-replicatie leidt bijvoorbeeld tot een verandering in de afwisseling van nucleotideparen, wat op zijn beurt "fouten" in het metabolisme veroorzaakt.

Veel aangeboren (waarmee een individu ter wereld komt) afwijkingen en ziekten worden veroorzaakt door stoornissen in genen die zich op het X- of Y-chromosoom bevinden. In deze gevallen spreekt men van geslachtsgebonden overerving. Een anomalie als kleurenblindheid (het onvermogen om onderscheid te maken tussen rode en groene kleuren) wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door een gen dat zich op het X-chromosoom bevindt.

Bij mensen is een van de genen op het X-chromosoom verantwoordelijk voor: kleurenzicht. Het recessieve allel zorgt niet voor de ontwikkeling van het netvlies, wat nodig is om onderscheid te maken tussen rode en groene kleuren. Een man die zo'n recessief gen op zijn X-chromosoom draagt, lijdt aan kleurenblindheid, dat wil zeggen hij maakt onderscheid tussen gele en blauwe kleuren, maar groen en rood lijken hem hetzelfde. Kleurenblindheid wordt niet overgedragen via de mannelijke lijn, aangezien kleurenblinde mannen hun X-chromosoom ontvangen van een moeder die een defect gen draagt ​​(Fig. 37). Een vrouw kan alleen kleurenblind zijn als haar vader kleurenblind is en haar moeder drager is van dit recessieve gen.

Geslachtsgebonden (genen bevinden zich op het X-chromosoom) worden ook geërfd verschillende soorten hemofilie, waarbij het bloed niet stolt en een persoon kan overlijden aan bloedverlies, zelfs met een kleine kras of snee.

Deze ziekte komt voor bij mannen van wie de moeder, die gezond is, drager is van het recessieve hemofilie-gen.

Er is vastgesteld dat hemofilie wordt veroorzaakt door een recessief gen dat zich op /v op het X-chromosoom bevindt. Daarom hebben vrouwen die heterozygoot zijn voor dit gen een normale bloedstolling. Getrouwd met een gezonde man (geen hemofilie! Een vrouw geeft aan de helft van haar zonen het X-chromosoom door met het gen voor normale bloedstolling, en de andere helft - het X-chromosoom met het hemofilie-gen. Bovendien hebben de dochters normaal bloed stolling, maar de helft van hen kan drager zijn van het hemofilie-gen, dat in de toekomst de mannelijke nakomelingen zal beïnvloeden.

De verdeling van hemofilie door overerving is goed bestudeerd onder nakomelingen. koninklijke families Europa. Het distributieschema van hemofilie in deze families wordt getoond in figuur 38.

Chromosomale ziekten. Dit type erfelijke ziekte wordt geassocieerd met veranderingen in het aantal of de structuur van chromosomen. In de meeste gevallen worden deze veranderingen niet overgedragen door zieke ouders, maar treden ze op wanneer er een schending is in de divergentie van chromosomen tijdens meiose, wanneer gameten worden gevormd of wanneer mitose wordt verstoord in de zygote in verschillende stadia van verplettering.

Van de chromosomale (autosomale) ziekten is de ziekte van Down het meest gedetailleerd bestudeerd. Deze ziekte wordt geassocieerd met nondisjunctie tijdens de deling van het 21e chromosoom. Als gevolg van een dergelijke anomalie hebben embryonale cellen 47 chromosomen in plaats van de gebruikelijke 46. Chromosoom-21 is niet in dubbele, maar in drievoudige hoeveelheid (trisomie).

Typische tekenen van patiënten met het syndroom van Down zijn een brede neusbrug, schuine ogen met een speciale plooi van het ooglid, een altijd open mond met een grote tong en mentale retardatie. Ongeveer de helft van hen heeft hartafwijkingen. De ziekte van Down komt vrij veel voor. Bij jonge moeders (jonger dan 25 jaar) worden dergelijke kinderen echter zelden geboren (0,03-0,04% van de pasgeborenen) en bij vrouwen ouder dan 40 jaar wordt bijna 2% van de kinderen met het syndroom van Down geboren.

FEDERAAL BOSAGENTSCHAP VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE ULYANOVSK TAK VAN DE FSUE ROSLESINFORG BOSVERORDENING VAN DE RADISCHEVSKOYE BOSBOUW VAN HET MINISTERIE VAN BOSBOUW, NATUURBEHEER EN ECOLOGIE VAN DE REGIO ULYANOVSK Directeur R.M. Gareev Hoofdingenieur N.I. Starkov Ulyanovsk 2012 3 INHOUD Nr. Sectie Paginatitel Inleiding Hoofdstuk 1 Algemene informatie Korte beschrijving van de bosbouw 1.1. Verdeling van het grondgebied van de bosbouw per gemeente 1.2. formaties Locatie van bosbouw 1.3....»

Ostroumov S.A. Concepten van ecologie-ecosysteem, biogeocenose, grenzen van ecosystemen: de zoektocht naar nieuwe definities // Bulletin van de Staatsuniversiteit van Moskou. Serie 16. Biologie. 2003. Nr. 3. P.43-50. Tabblad. Onderzoek in Engels. lang. Bibliografie 44 titels [Nieuw interpretatie, nieuw definitie opties. De verschillen tussen de nieuwe definities en de eerder bestaande definities worden op een rij gezet en onderbouwd. Er wordt voorgesteld om 2 soorten onzekerheid van de grenzen van het ecosysteem te onderscheiden (p.46-48). Er is een nieuw concept van een ruimtelijke structuur met twee zones (dubbel circuit) geformuleerd ... "

"D. B. Kazansky, L. A. Pobezinsky, T. S. Tereshchenko MOTIEVEN IN DE PRIMAIRE STRUCTUUR VAN MHC-KLASSE I-MOLECULEN EN HUN GEBRUIK OM SYNTHETISCHE LIGANDEN VAN CELLULAIRE RECEPTOREN TE CREREN 115478, Kashirskoe shosse, 24 In dit werk hebben we geprobeerd de enorme verscheidenheid van alle vormen te beschrijven moleculen van het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex (MHC) van klasse I-zoogdieren in de vorm van een enkele formule, ... "

«zelf), volgens moderne auteurs, een complexe neurobiologische aandoening, een ernstige psychische stoornis, een extreme vorm van zelfisolatie die optreedt als gevolg van een gestoorde hersenontwikkeling. In 1943 beschreef Dr. Leo Kaner van het Johns Hopkins Hospital deze aandoening voor het eerst en gaf het de naam "autisme". Bijna gelijktijdig met hem, ... "

“Bulletin of MSTU, volume 15, No. 4, 2012, blz. 739-748 UDC 551.46 (268.41) Om de oceanologische kennis van de Barentsz- en Witte Zee S.L. Dzhenyuk Moermansk Marine Biological Institute KSC RAS ​​​​Abstract. Er wordt een beschrijving gegeven van het huidige kennisniveau over oceanologische kenmerken en indicatoren van de toestand van de ecosystemen van de Barentsz- en Witte Zee. Er wordt een methodische benadering voorgesteld om de kennis van het oceanologische en hydrobiologische regime te beoordelen, op basis van een statistische beschrijving van de bestudeerde ... "

“met elementen van isotherapie, op basisschoolleeftijd Box + met gaven van vooravond Classificatie van klinkers volgens plaats en mate van opkomst Wedstrijd mptur Corpus van bp tot tegen cp Aantal mensen in het Krasnodar-gebied met de naam tatyana korenyuk Steenrood m 100 in Ufa Boek biologie bilych en Kryzhanovsky Korolev SV Het boek van de moderne tuinman / m I Sukhotsky download Het ontwerp van de sauna met tekeningen De koning en de nar-herinneren met bitterheid de strijd van Drevlyans Samenstelling een paard met roze manen Cork-s overall Cocktail van... "

«FEDERAAL AGENTSCHAP VAN BOSBOUW VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE ULYANOVSK TAK VAN FSUE ROSLESINFORG BOSBOUW VERORDENING VAN DE SURSKY BOSBOUW VAN HET MINISTERIE VAN BOSBOUW, NATUURBEHEER EN ECOLOGIE VAN DE REGIO ULYANOVSK Directeur R.M. Gareev Hoofdingenieur N.I. Starkov Ulyanovsk 2012 3 INHOUD № Sectie Paginanaam Inleiding Hoofdstuk 1 Algemene informatie Korte beschrijving van het bosgebied 1.1. Verdeling van het grondgebied van de bosbouw per gemeente 1.2. formaties Locatie van bosbouw 1.3....»

«UDK 581.151+582.28-19(470.5+571.1/.5)+504.5+504.7 A.G. Shiryaev VERANDERINGEN IN DE MYCOBIOTA VAN DE URAL-SIBERISCHE REGIO ONDER DE OMSTANDIGHEDEN VAN GLOBALE OPWARMING EN ANTROPOGENE IMPACT Een analyse van langetermijnstudies van veranderingen in de omstandigheden van de mycobiota in de Oeral-Siberische regio worden ondernomen opwarming van de aarde en de bijbehorende antropogene impact. De belangrijkste trend is de verrijking van zijn mycobiota met soorten uit andere geografische gebieden, de uitbreiding van het bereik van een aantal zuidelijke soorten naar het noorden ... "

"FHPP voor motorcontroller CMMP-AS-.-M3 Beschrijving Profiel ontwikkeld door Festo voor handling- en positioneringssystemen op basis van veldbus: – CANopen – PROFINET – PROFIBUS – EtherNet/IP – DeviceNet – EtherCAT met interface: – CAMC-F-PN – CAMC-PB – CAMC-F-EP – CAMC-DN – CAMC-EC voor motorcontroller CMMP-AS-.-M 1205NH CMMP-AS-.-M Vertaling van de originele gebruiksaanwijzing GDCP-CMMP-M3-C-HP - EN CANopen®, PROFINET®, PROFIBUS®, EtherNet/IP®, STEP 7®, DeviceNet®, EtherCAT®, TwinCAT®,...»

"Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen en Milieubescherming van de Republiek Komi Staatsinstelling van de Republiek Komi Territoriaal Fonds voor Informatie over Natuurlijke Hulpbronnen en Milieubescherming van de Republiek Komi STAATSVERSLAG OVER DE MILIEUSTAAT VAN DE REPUBLIEK KOMI IN 2012 Syktyvkar 2013 STAATSVERSLAG IS 20 JAAR beste lezers! In uw handen ligt het jubileumnummer van het Staatsrapport over de toestand van het milieu van de Republiek Komi. De eerste editie van het rapport was…”

«FEDERAAL AGENTSCHAP VAN DE BOSBOUW VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE BOSREGLEMENTEN VAN DE SURSKY BOSBOUW VAN HET MINISTERIE VAN BOSBOUW, NATUURBEHEER EN ECOLOGIE VAN DE REGIO ULYANOVSK Directeur R.M.Gareev Hoofdingenieur N.I.Starkov Ulyanovsk 2012 Hoofdstuk 1 Titel. Korte beschrijving van de bosbouw Verdeling van het grondgebied van de bosbouw per gemeente 1.2. formaties 1.3. Plaatsing van de bosbouw Verdeling van de bossen van de bosbouw door ... "

«www.ctege.info C5 De cel als biologisch systeem 2.1. Celtheorie, de belangrijkste bepalingen ervan, spelen een rol bij de vorming van het moderne natuurwetenschappelijke beeld van de wereld. Ontwikkeling van kennis over de cel. De cellulaire structuur van organismen, de gelijkenis van de structuur van de cellen van alle organismen - de basis van de eenheid van de organische wereld, het bewijs van de relatie van de levende natuur. Wij al..."

“G.G. Goncharenko, AV Kruk BIOTECHNOLOGIE BASIS 3' 5' CG TA GC AT GC TA TA TA CG TA 3' 5' Gomel 2005 MINISTERIE VAN ONDERWIJS VAN DE REPUBLIEK WIT-RUSLAND Onderwijsinstelling Gomel State University vernoemd naar Francis Skorina G.G. Goncharenko, AV Kruk FUNDAMENTALS VAN BIOTECHNOLOGIE Teksten van lezingen voor studenten van de specialiteit I - 31 01 01 - Biologie (wetenschappelijke en pedagogische activiteit) Gomel UDC 60 (075.8) BBK 30. 16 Ya G Beoordelaars: L.I. Korochkin, corresponderend lid. RAS, doctor in de medische wetenschappen B.A...."

"Ministerie van Volksgezondheid en Sociale Ontwikkeling van de Russische Federatie FGU Wetenschappelijk Centrum voor Obstetrie, Gynaecologie en Perinatologie vernoemd naar A.I. IN EN. Kulakova Russische Vereniging van Verloskundigen en Gynaecologen Vereniging voor Cervicale Pathologie en Colposcopie Russische Vereniging voor Anticonceptie Congresoperator CJSC MEDI Expo All-Russian Congress Ambulante Polikliniek Praktijk - New Horizons Collectie van abstracts Moskou 29 maart - 2 april 2010. All-Russian Congress Ambulante praktijk - nieuwe horizonten...»

« afgestudeerde specialist in de richting 656600 Specialiteit milieubescherming 280201 Milieubescherming en rationeel gebruik van natuurlijke hulpbronnen fulltime en deeltijdvormen SYKTYVKAR 2007 FEDERAAL AGENTSCHAP VOOR ONDERWIJS SYKTYVKAR BOSINSTITUUT - TAK VAN DE STAATSONDERWIJSINSTELLING...»

April 2014 COFO/2014/6.3 R COMMISSIE VOOR BOSBOUW TWINTIGSTE ZITTING Rome, Italië, 23-27 juni 2014 VRIJWILLIGE RICHTLIJNEN VOOR NATIONALE BOSMONITORING I. INLEIDING Bosmonitoring is een belangrijk onderdeel geworden van 1. nationale en internationale normeringsprocessen milieu- en ontwikkelingsvraagstukken. Informatie verstrekt als onderdeel van monitoringactiviteiten bosbronnen, 2. heeft belang voor veel internationale overeenkomsten, ... "

«Serie PROBLEMEN EN CONTRADICTIES IN DE NEONATOLOGIE GASTRO-ENTEROLOGIE EN VOEDING 978-5-98657-036-5 HEMATOLOGIE, IMMUNOLOGIE EN INFECTIEUZEZIEKTEN 978-5-98657-037-2 HEMODYNAMICA EN CARDIOLOGIE 5-98657-039-6 NEUROLOGIE -041-9 NEPHROLOGIE EN WATER EN ELEKTROLYT METABOLISME 978-5-98657-040-2 Gastro-enterologie en voeding Neonatologie Vragen en controverses Josef Neu, MD hoogleraar kindergeneeskunde Universiteit van Florida College of Medicine Gainesville, Florida...»

“D. V. Bokhanov, D.L. Laius, AR Moiseev, KM Sokolov BEOORDELING VAN DE BEDREIGINGEN VAN HET MARITIEME ECOSYSTEEM VAN DE ARCTISCHE VISSERIJ VERBONDEN MET DE INDUSTRILE VISSERIJ VOLGENS HET VOORBEELD VAN DE BARENTS-ZEE UDC 574.5 (268.45) LBC 28.082 O-93 D.V. Bokhanov ( Wereld Stichting dieren in het wild) D.L. Laius (St. Petersburg Staatsuniversiteit) A.R. Moiseev (Wereld Natuur Fonds) K.M. Sokolov (Polar Research Institute of Fisheries and Oceanography) Beoordeling van bedreigingen voor het mariene ecosysteem van het noordpoolgebied in verband met industriële ... "

«www.ctege.info В8 Paragraaf 2 De cel als biologisch systeem 2.1. Celtheorie, de belangrijkste bepalingen ervan, spelen een rol bij de vorming van het moderne natuurwetenschappelijke beeld van de wereld. Ontwikkeling van kennis over de cel. De cellulaire structuur van organismen, de gelijkenis van de structuur van de cellen van alle organismen - de basis van de eenheid van de organische wereld, het bewijs van de relatie van de levende natuur. Wij..."

Prokaryoten. Eukaryoten. cel organellen. monomeren. Polymeren. Nucleïnezuren. DNA. RNA. enzymen. Biosynthese. Fotosynthese. Metabolisme. Biologische oxidatie (cellulaire ademhaling). Hoofdstuk 3

Voortplanting en individuele ontwikkeling van organismen (ontogenese)

Na bestudering van het hoofdstuk ben je in staat om:

Beschrijf de twee belangrijkste soorten voortplanting en hun rol in de evolutie van het leven;

Vertel over de biologische betekenis van bevruchting en de rol van de zygote;

De essentie van mitose en meiose en hun betekenis onthullen;

De processen van celdeling en de biologische betekenis ervan uitleggen;

Beschrijf de stadia van ontogenie.

§ 13 soorten reproductie

Voortplanting is de reproductie van hun eigen soort, die het voortbestaan ​​van de soort verzekert.

Voortplanting is de belangrijkste eigenschap van alle organismen. Als gevolg van reproductie neemt het aantal individuen van een bepaalde soort toe, wordt continuïteit en opvolging uitgevoerd in de overdracht van erfelijke informatie van ouders naar nakomelingen. Na een bepaalde grootte en ontwikkeling te hebben bereikt, reproduceert het organisme zijn nakomelingen - nieuwe organismen van dezelfde soort en vestigt ze zich in de omringende ruimte.

De diversiteit aan organismen die zich in het verleden op aarde heeft ontwikkeld, heeft geleid tot een extreem grote verscheidenheid aan reproductiemethoden. Het zijn echter allemaal slechts varianten van de twee belangrijkste soorten voortplanting - aseksueel en seksueel.

Aseksuele reproductie is de zelfreproductie van organismen, waaraan slechts één individu (de ouder) deelneemt. Bij seksuele reproductie nemen in de regel twee personen (twee ouders) deel - vrouwelijk en mannelijk.

Seksuele reproductie. Het belangrijkste kenmerk van seksuele reproductie is bevruchting, d.w.z. de fusie van vrouwelijke en mannelijke geslachtscellen en de vorming van één gemeenschappelijke cel - een zygote (Griekse zygoten - "met elkaar verbonden"). De zygote geeft aanleiding tot een nieuw organisme waarin de erfelijke eigenschappen van de twee ouderorganismen worden gecombineerd.

Geslachtscellen - gameten (Griekse gameten - "echtgenoot") - worden gevormd in ouderorganismen in speciale organen. Bij dieren en mensen worden ze genitaliën genoemd, in planten - generatieve organen (Griekse genero- "Ik produceer", "Ik geef geboorte"). Mannelijke en vrouwelijke gameten ontwikkelen zich in de voortplantingsorganen van dieren en in de voortplantingsorganen van planten. Mannelijke gameten zijn meestal kleine cellen die alleen een nucleaire (erfelijke) stof bevatten. Sommige zijn onbeweeglijk (sperma), andere zijn mobiel (spermatozoa).

Sperma ontwikkelen zich in alle angiospermen en gymnospermen, en spermatozoa ontwikkelen zich in algen, mossen, varens en in de meeste dierlijke organismen, inclusief de mens.

Vrouwelijke gameten (eieren) zijn vrij grote cellen, soms wel duizend keer groter dan spermatozoa. Naast de kernsubstantie bevatten de eieren een grote voorraad waardevolle organisch materiaal noodzakelijk na de bevruchting voor de ontwikkeling van het embryo.

Bemesting in veel primitieve organismen (filamenteuze groene algen, zoals spirogyra, sommige soorten bacteriën, ciliaten, schimmels, enz.) wordt uitgevoerd door de fusie van twee morfologisch identieke cellen, resulterend in de vorming van één cel - een zygote. Zo'n seksueel proces wordt conjugatie genoemd (Latijnse conjugatio - "verbinding"). Samenvoegende cellen worden ook wel gameten genoemd. Hun conjugatie (fusie) geeft een zygote.

Twee aangrenzende cellen van hetzelfde spirogyra-filament of cellen van twee verschillende aangrenzende filamenten kunnen conjugeren. In dit geval wordt de rol van de vrouwelijke voortplantingscel vervuld door degene waarin de inhoud van een andere cel stroomt. De stromende inhoud wordt beschouwd als de mannelijke kiemcel.

In de ciliate schoen caudaat conjugaat twee identieke vrijzwemmende individuen. Bovendien voegen ze de inhoud van de cellen niet samen, maar wisselen ze kernstof met elkaar uit.

Zo wordt seksuele reproductie gekenmerkt door de ontwikkeling van kiemcellen, bevruchting en de vorming van een zygote die de erfelijke substantie van twee verschillende ouderlijke individuen combineert. Als gevolg hiervan bevat elk dochterindividu dat zich ontwikkelt uit een zygote nieuwe eigenschappen - van twee verschillende organismen van dezelfde soort.

Tijdens seksuele voortplanting ontstaat altijd een organisme met unieke eigenschappen die nog niet in de natuur zijn gevonden, hoewel erg veel op zijn ouders. Dergelijke organismen met nieuwe erfelijke eigenschappen verkregen van beide ouders blijken vaak beter aangepast te zijn aan het leven in veranderende omgevingsomstandigheden.

Tijdens seksuele reproductie is er een constante vernieuwing van erfelijke eigenschappen in de dochtergeneraties van organismen. Dit is de grootste biologische rol van seksuele reproductie in de evolutie van levende wezens.

Er is geen dergelijke vernieuwing in ongeslachtelijke voortplanting, wanneer dochterorganismen zich ontwikkelen uit slechts één ouder en alleen de erfelijke eigenschappen ervan dragen.

Aseksuele voortplanting. het oude manier reproductie van hun eigen soort, kenmerkend voor organismen van alle koninkrijken van dieren in het wild, vooral prokaryoten. Deze reproductiemethode, uitgevoerd zonder de deelname van kiemcellen, is wijdverbreid in eencellige organismen, in schimmels en bacteriën.

In eencellige en meercellige organismen wordt ongeslachtelijke voortplanting uitgevoerd door deling en knopvorming. Deling in prokaryoten vindt plaats door vernauwing van de cel in twee delen. Bij eukaryoten is deling ingewikkelder en wordt geleverd door processen die plaatsvinden in de kern (zie § 14).

Een voorbeeld van ongeslachtelijke voortplanting is vegetatieve voortplanting in planten. Bij sommige dieren vindt ook vegetatieve voortplanting plaats. Het wordt reproductie door fragmentatie genoemd, dat wil zeggen delen (fragmenten) van het lichaam waaruit een nieuw individu ontstaat. Voortplanting door fragmenten is typisch voor sponzen, coelenteraten (hydra), platwormen(planaria), stekelhuidigen (zeester) en enkele andere soorten.

Bij eencellige en sommige meercellige dieren, evenals bij schimmels en planten, kan ongeslachtelijke voortplanting worden uitgevoerd door te ontluiken. Op het lichaam van de moeder worden speciale uitgroeiingen gevormd - nieren, waaruit nieuwe individuen ontstaan. Een ander type ongeslachtelijke voortplanting is sporulatie. Sporen zijn afzonderlijke, zeer kleine gespecialiseerde cellen die een kern, cytoplasma, bevatten, zijn bedekt met een dicht membraan en kunnen lange tijd ongunstige omstandigheden verdragen. Eenmaal in gunstige omgevingscondities ontkiemen de sporen en vormen een nieuw (dochter)organisme. Spoorvorming is breed vertegenwoordigd in planten (algen, bryophyten, varens), schimmels en bacteriën. Bij dieren wordt sporulatie waargenomen bij bijvoorbeeld sporozoën, in het bijzonder in malariaplasmodium.

Het is opmerkelijk dat tijdens ongeslachtelijke voortplanting de gescheiden dochterindividuen de eigenschappen van het moederorganisme volledig reproduceren. Eenmaal in andere omgevingscondities kunnen ze hun eigenschappen anders laten zien, voornamelijk alleen in de grootte (omvang) van nieuwe organismen. Erfelijke eigenschappen blijven ongewijzigd.

Het vermogen om de onveranderde erfelijke eigenschappen van de ouder in dochterorganismen te herhalen, dat wil zeggen om homogene nakomelingen te reproduceren, is een unieke eigenschap van ongeslachtelijke voortplanting.

Door ongeslachtelijke voortplanting kunt u de eigenschappen van de soort ongewijzigd laten. Dit is de belangrijke biologische betekenis van dit type reproductie. Organismen die aseksueel verschenen, ontwikkelen zich meestal veel sneller dan die welke via seksuele reproductie verschenen. Ze vergroten snel hun aantal en voeren veel sneller hervestiging uit over grote gebieden.

In de meeste eencellige en meercellige organismen kan ongeslachtelijke voortplanting worden afgewisseld met seksuele voortplanting.

In sommige mariene coelenteraten wordt de seksuele generatie bijvoorbeeld weergegeven door enkele vrijzwemmende kwallen en wordt de ongeslachtelijke generatie weergegeven door sessiele poliepen. In planten, bijvoorbeeld in varens, wordt de seksuele generatie (gametofyt) weergegeven door een kleine bladachtige uitgroei, en de ongeslachtelijke generatie (sporofyt) is een grote bladplant waarop zich sporen ontwikkelen (Fig. 19).

Kenmerkend is dat ongeslachtelijke voortplanting plaatsvindt wanneer het organisme zich daarvoor in gunstige omstandigheden bevindt. Wanneer de omstandigheden verslechteren, schakelt het organisme over op seksuele voortplanting. Bij veel hoogontwikkelde planten en dieren begint de seksuele voortplanting pas nadat het organisme een reeks bepaalde stadia in zijn ontwikkeling heeft doorlopen en de leeftijd van seksuele rijpheid heeft bereikt.

Aseksuele en seksuele voortplanting zijn de twee belangrijkste manieren om het leven voort te zetten, gevormd in het proces van evolutie van dieren in het wild.

1. Leg het evolutionaire voordeel uit van seksuele voortplanting ten opzichte van ongeslachtelijke voortplanting.

2*. Wat is de biologische rol van ongeslachtelijke voortplanting in de evolutie van levende wezens?

De fusie van twee aangrenzende, aangrenzende cellen is een methode van bevruchting in veel primitieve organismen.

Beweeglijke mannelijke geslachtscellen ontwikkelen zich bij de meeste dieren en planten, terwijl immobiele mannelijke geslachtscellen zich alleen in zaadplanten ontwikkelen.

§ 14 Celdeling. Mitose

Alle nieuwe cellen ontstaan ​​door een reeds bestaande cel te delen, waarbij de basiswet van het leven wordt gerealiseerd: "een cel - uit een cel." Dit proces wordt waargenomen in zowel eencellige als meercellige organismen.

In eencellige organismen ligt celdeling ten grondslag aan ongeslachtelijke voortplanting, wat leidt tot een toename van hun aantal. In meercellige organismen ligt deling ten grondslag aan de vorming van het organisme zelf. Ze zijn hun bestaan ​​begonnen met een enkele cel (zygote), dankzij herhaaldelijk herhaalde deling, creëren ze miljarden nieuwe cellen door ongeslachtelijke voortplanting: op deze manier groeit het lichaam, worden zijn weefsels vernieuwd en worden verouderde en dode cellen vervangen. De celdeling stopt niet gedurende het hele leven van het organisme - van geboorte tot dood.

Het is bekend dat cellen na verloop van tijd verouderen (ze stapelen onnodige stofwisselingsproducten op) en afsterven. Geschat wordt dat bij een volwassene totaal cellen is meer dan 10 15 . Hiervan sterft ongeveer 1-2% van de cellen dagelijks. Dus levercellen leven niet langer dan 18 maanden, erytrocyten - 4 maanden, epitheelcellen van de dunne darm - 1-2 dagen. Enkel en alleen zenuwcellen leven gedurende het leven en functioneren van een persoon zonder te worden vervangen. Alle andere menselijke cellen worden ongeveer om de 7 jaar vervangen door nieuwe.

Alle celvervangingen in het lichaam worden uitgevoerd door hun constante deling.

Celdeling is een complex proces van ongeslachtelijke voortplanting. De resulterende nieuwe dochtercellen kunnen zich meestal na een bepaalde periode van hun ontwikkeling delen. Dit komt door het feit dat deling moet worden voorafgegaan door een verdubbeling van intracellulaire organellen die zorgen voor de vitale activiteit van de cel. Anders zouden er steeds minder organellen in de dochtercellen komen. Voor normaal functioneren moet een dochtercel, net als een oudercel, erfelijke informatie ontvangen over de belangrijkste kenmerken in chromosomen. Zonder deze informatie zal de cel niet in staat zijn om de nucleïnezuren en eiwitten te synthetiseren die ze nodig heeft. En dit betekent dat elke dochtercel tijdens de deling een kopie van de chromosomen met erfelijke informatie van de oudercel moet ontvangen.

Zelfreproductie door deling is een algemene eigenschap van cellen van eencellige en meercellige organismen. Dit proces verloopt echter anders in prokaryotische en eukaryote cellen.

Celdeling in prokaryoten. Celdeling van prokaryoten is te wijten aan de eigenaardigheden van de structuur van hun cellen. Prokaryote cellen hebben geen kern of chromosomen. Daarom vermenigvuldigen cellen zich door eenvoudige deling. De kernsubstantie in bacteriën wordt weergegeven door een enkel circulair DNA-molecuul, dat conventioneel als een chromosoom wordt beschouwd. DNA is cirkelvormig en zit meestal vast aan het celmembraan. Alvorens te delen, wordt het bacteriële DNA gedupliceerd en elk van hen wordt op zijn beurt aan het celmembraan gehecht. Na voltooiing van DNA-duplicatie groeit het celmembraan tussen de resulterende twee DNA-moleculen. Het cytoplasma is dus verdeeld in twee dochtercellen, die elk een identiek cirkelvormig DNA-molecuul bevatten (Fig. 20).

Celdeling in eukaryoten. In eukaryote cellen zijn DNA-moleculen ingesloten in chromosomen. Chromosomen spelen een belangrijke rol in het proces van celdeling. Ze zorgen voor de overdracht van alle erfelijke informatie en deelname aan de regulatie van metabolische processen in dochtercellen. De verdeling van chromosomen tussen dochtercellen en de overdracht van een strikt identieke set chromosomen naar elk van hen zorgt voor de continuïteit van eigenschappen in een aantal generaties organismen.

Bij deling doorloopt de kern van een eukaryote cel een reeks opeenvolgende en continu opvolgende stadia. Dit proces wordt mitose (Grieks mitos- "draad") genoemd.

Als gevolg van mitose treedt eerst een verdubbeling op en vervolgens een uniforme verdeling van het erfelijk materiaal tussen de twee kernen van de opkomende dochtercellen.

Afhankelijk van wat er in een delende cel gebeurt en hoe deze gebeurtenissen er onder een microscoop uitzien, zijn er vier fasen, of stadia, van mitose, die de een na de ander volgen: de eerste fase is profase, de tweede is metafase, de derde is anafase en de vierde, laatste, - telofase. Laten we eens kijken wat er in de kern gebeurt in verschillende stadia van splijting (Fig. 21).

Profase. Verhoogde kerngrootte. Het kernmembraan desintegreert. Verdubbelde chromosomen zijn duidelijk zichtbaar: ze bestaan ​​uit twee draadachtige kopieën - chromatiden, verbonden door een vernauwing - een centromeer. In het cytoplasma vormen microtubuli een apparaat om chromosomen uit elkaar te trekken - de delingsspoel.

Metafase. Chromosomen verplaatsen zich naar het midden van de cel. Elk van hen bestaat uit twee chromatiden verbonden door een centromeer. Het ene uiteinde van de spildraden is bevestigd aan de centromeren.

Anafase. Microtubuli trekken samen, centromeren scheiden en bewegen van elkaar af. De chromosomen scheiden en de chromatiden bewegen naar tegenovergestelde polen van de spil.

Telofase. Er worden nieuwe kernen gevormd. Chromosomen in nieuwe kernen worden dun, onzichtbaar onder een microscoop. De nucleolus verschijnt weer en de schil van de kern wordt gevormd. Dit is de laatste fase van de celdeling.

Gelijktijdig met telofase begint de deling van het cytoplasma. Eerst wordt er een vernauwing (partitie) gevormd tussen de dochtercellen. Na enige tijd wordt de inhoud van de cel verdeeld. Zo verschijnen nieuwe dochtercellen met cytoplasma rond nieuwe identieke kernen. Daarna begint de voorbereiding voor de deling van de nu nieuwe cel opnieuw en wordt de hele cyclus continu herhaald, als er gunstige omstandigheden zijn. Het proces van mitose duurt ongeveer 1-2 uur en varieert in verschillende soorten cellen en weefsels. Het hangt ook af van de omgevingsomstandigheden.

De deling van de kern en bijgevolg van de cel gaat continu door zolang de cel de middelen heeft om zijn vitale activiteit te verzekeren.

Celcyclus. Het bestaan ​​van een cel vanaf het moment dat deze verschijnt als gevolg van deling tot deling in dochtercellen wordt de cellevenscyclus of celcyclus genoemd. Er zijn twee stadia (of stadia) in de levenscyclus van de cel.

De eerste fase van de celcyclus bereidt de cel voor op deling. Het wordt interfase genoemd (van het Latijnse inter- "tussen" en Griekse fase- "verschijning"). Interfase in de celcyclus duurt het langste (tot 90%) tijdsinterval. Tijdens deze periode zijn de kern en nucleolus duidelijk zichtbaar in de cel. Er is een actieve groei van een jonge cel, biosynthese van eiwitten, hun accumulatie, voorbereiding van DNA-moleculen voor verdubbeling en verdubbeling (replicatie) van al het chromosoommateriaal wordt uitgevoerd. Chromosomen zijn niet zichtbaar, maar het proces van hun verdubbeling is actief aan de gang. Een verdubbeld chromosoom bestaat uit twee helften die één dubbelstrengs DNA-molecuul bevatten. Kenmerkende kenmerken van interfasecellen zijn despiralisatie (afwikkeling) van chromosomen en hun uniforme verdeling in de vorm van een losse massa door de kern. Tegen het einde van de interfase spiraliseren de chromosomen (draaien) en worden zichtbaar, maar vertegenwoordigen nog steeds dunne langwerpige draden (Fig. 22).

In de tweede fase van de celcyclus vindt mitose plaats en deelt de cel zich in twee dochtercellen.

Na scheiding gaat elk van de twee dochtercellen opnieuw de interfaseperiode in. Vanaf dit moment beginnen beide eukaryote cellen die zijn ontstaan ​​aan een nieuwe (nu hun eigen) celcyclus.

Zoals je kunt zien, vindt celdeling in eukaryoten en prokaryoten op verschillende manieren plaats. Maar zowel eenvoudige deling in prokaryoten als deling door mitose in eukaryoten zijn methoden van ongeslachtelijke voortplanting: dochtercellen ontvangen de erfelijke informatie die de oudercel had. Dochtercellen zijn genetisch identiek aan de ouder. Er zijn hier geen veranderingen in het genetische apparaat. Daarom hebben alle cellen die verschijnen in het proces van celdeling en daaruit gevormde weefsels genetische homogeniteit.

1. Leg de verschillen uit in de processen van celdeling bij prokaryoten en eukaryoten.

2*. Waarom zijn de nakomelingen identiek aan de ouder bij ongeslachtelijke voortplanting?

3. Beschrijf het proces van mitose en de kenmerken van elk van zijn stadia.

4. Vervang de onderstreepte woorden door termen.

De eerste fase van mitose begint wanneer de chromosomen zichtbaar worden.

Aan het einde van de derde fase van de mitose bevinden de chromosomen zich aan tegenovergestelde polen van de cel.

Celstructuren die genetische informatie bevatten, worden pas tijdens mitose zichtbaar.

Laboratoriumwerk nr. 2 (zie bijlage, p. 230).

§ 15 Vorming van geslachtscellen. Meiosis

Geslachtscellen (gameten) ontwikkelen zich in de geslachtsorganen (generatieve) en spelen een cruciale rol: ze zorgen voor de overdracht van erfelijke informatie van ouders naar nakomelingen. Tijdens seksuele reproductie, als gevolg van bevruchting, fuseren twee geslachtscellen (mannelijk en vrouwelijk) en vormen één cel - een zygote, waarvan de daaropvolgende deling leidt tot de ontwikkeling van een dochterorganisme.

Gewoonlijk bevat de celkern twee sets chromosomen - een van de ene en de andere ouder - 2p (de Latijnse letter "p" geeft een enkele set chromosomen aan). Zo'n cel wordt diploïde genoemd (van het Griekse diploos - "dubbel" en eidos - "zicht"). Er kan worden aangenomen dat wanneer twee kernen samensmelten, de nieuw gevormde cel (zygote) niet twee, maar vier sets chromosomen zal bevatten, die bij elke volgende verschijning van zygoten weer zullen verdubbelen. Stel je voor hoeveel chromosomen zich dan in één cel zouden ophopen! Maar dit gebeurt niet in de levende natuur: het aantal chromosomen in elke soort tijdens seksuele voortplanting blijft constant. Dit komt door het feit dat kiemcellen worden gevormd door een speciale deling. Hierdoor komen niet twee (2n), maar slechts één paar chromosomen (In), dat wil zeggen de helft van wat zich vóór de deling in de cel bevond, de kern van elke kiemcel binnen. Cellen met een enkele set chromosomen, dat wil zeggen, die slechts de helft van elk paar chromosomen bevatten, worden haploïde genoemd (van het Griekse haploos - "simpel", "single" en eidos - "view").

Het proces van deling van geslachtscellen, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zijn, wordt meiose genoemd (Griekse meiose - "reductie"). Een halvering van het aantal chromosomen in de kern (de zogenaamde reductie) treedt op tijdens de vorming van zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtscellen. Tijdens de bevruchting door fusie van geslachtscellen in de kern van de zygote ontstaat weer een dubbele set chromosomen (2p).

Opgemerkt moet worden dat in veel eukaryoten (micro-organismen, lagere planten en mannetjes van sommige geleedpotige soorten) somatische (Griekse soma - "lichaam") cellen (alle lichaamscellen, met uitzondering van geslachtscellen) een haploïde set chromosomen hebben. In veel bloeiende planten zijn de cellen polyploïde, dat wil zeggen dat ze veel sets chromosomen bevatten. Maar bij de meeste dieren, bij mensen en bij hogere planten zijn alleen kiemcellen haploïde. In alle andere cellen van het lichaam van deze organismen bevat de kern een diploïde (2p) - een dubbele set chromosomen.

Meiose is van groot belang in de levende wereld. In het proces van meiose (in tegenstelling tot mitose) worden dochtercellen gevormd die half zoveel chromosomen bevatten als de oudercellen, maar door de interactie van de chromosomen van de vader en moeder hebben ze altijd nieuwe, unieke combinaties van chromosomen. Deze combinaties in nakomelingen komen tot uitdrukking in nieuwe combinaties van eigenschappen. De opkomende reeks chromosoomcombinaties vergroot het vermogen van een soort om zich aan te passen aan veranderende omgevingsomstandigheden, wat erg belangrijk is voor de evolutie.

Met behulp van meiose worden kiemcellen gevormd met een kleinere set chromosomen en met kwalitatief andere genetische eigenschappen dan die van de oudercellen.

Meiose, of reductiedeling, is een combinatie van twee eigenaardige stadia van celdeling, die elkaar zonder onderbreking opvolgen. Ze worden meiose I (eerste divisie) en meiose II (tweede divisie) genoemd. Elke fase heeft verschillende fasen. De namen van de fasen zijn hetzelfde als de fasen van mitose. Vóór deling worden interfasen waargenomen. Maar verdubbeling van DNA bij mitose vindt pas plaats vóór de eerste deling. Het verloop van meiose wordt getoond in figuur 23.

In de eerste interfase (voorafgaand aan de eerste deling van meiose) is er een toename in celgrootte, verdubbeling van organellen en verdubbeling van DNA in chromosomen.

De eerste deling (meiose I) begint met profase /, waarbij gedupliceerde chromosomen (met elk twee chromatiden) duidelijk zichtbaar zijn onder een lichtmicroscoop. In deze fase naderen identieke (homologe) chromosomen, maar afkomstig uit de kernen van de vaderlijke en moederlijke gameten, elkaar en "kleven" over de gehele lengte in paren aan elkaar. De centromeren (vernauwingen) van homologe chromosomen bevinden zich naast elkaar en gedragen zich als een enkele eenheid, die de vier chromatiden bij elkaar houdt. Dergelijke onderling verbonden homologe verdubbelde chromosomen worden een paar of bivalent genoemd (van het Latijnse bi - "dubbel" en valens - "sterk").

De homologe chromosomen waaruit de bivalent bestaat, zijn op sommige punten nauw met elkaar verbonden. In dit geval kan een uitwisseling van stukjes DNA-strengen optreden, waardoor nieuwe combinaties van genen in de chromosomen worden gevormd. Dit proces wordt crossing door (Engelse cmssingover - "cross") genoemd. Cross-over kan leiden tot recombinatie van grote of kleine delen van homologe chromosomen met meerdere genen of delen van één gen in DNA-moleculen (Fig. 24).

Door kruisingen blijken chromosomen met andere erfelijke eigenschappen in vergelijking met de chromosomen van ouderlijke gameten in kiemcellen te zitten.

Het fenomeen van oversteken is van fundamenteel biologisch belang, omdat het de genetische diversiteit van het nageslacht vergroot.

De complexiteit van de processen die plaatsvinden in profase I (in chromosomen, kern) bepaalt de langste duur van dit stadium van meiose.

In metafase I bevinden bivalenten zich in het equatoriale deel van de cel. Vervolgens, in anafase I, scheiden homologe chromosomen zich naar tegenovergestelde polen van de cel. Telofase / voltooit de eerste deling van meiose, waardoor twee dochtercellen worden gevormd, hoewel elk chromosoom daarin nog steeds verdubbeld is (dat wil zeggen, het bestaat uit twee zusterchromatiden).

Telofase I wordt gevolgd door de tweede interfase. Het duurt erg kort, omdat er geen DNA-synthese in plaatsvindt.

De tweede divisie (meiose II) begint met profase II. Twee dochtercellen die in telofase I zijn ontstaan, beginnen met deling vergelijkbaar met mitose: de nucleoli en kernmembranen worden vernietigd, spindelfilamenten verschijnen, met één uiteinde bevestigd aan het centromeer. In de metafase liggen de chromosomen langs de evenaar van de spil. In anafase II delen de centromeren zich en de chromatiden van de chromosomen in beide dochtercellen divergeren naar hun polen.

Dientengevolge worden van elk gedupliceerd chromosoom twee afzonderlijke chromosomen verkregen, die naar tegenovergestelde polen van de cel bewegen. Aan beide polen wordt een kern gevormd uit groepen chromosomen die hier zijn verzameld. Daarin wordt elk paar homologe chromosomen vertegenwoordigd door slechts één chromosoom.

In telofase II, rond de kern, die nu een enkele (haploïde) set chromosomen bevat, wordt het kernmembraan opnieuw gevormd en deelt de celinhoud zich. Het reductieproces van de vorming van kiemcellen eindigt met de creatie van vier haploïde cellen - gameten.

Als gevolg van meiose verschijnen vier cellen met een haploïde set chromosomen uit één cel.

Het proces van vorming van mannelijke geslachtscellen (spermatozoa) wordt spermatogenese genoemd (van het Griekse spermatos - "zaad" en genese - "opkomst", "oorsprong"). Het proces van ontwikkeling van vrouwelijke geslachtscellen (eieren) wordt oögenese of oögenese genoemd (van het Griekse oop - "ei" en genesis - "opkomst", "oorsprong"),

1. Waarom zijn de eigenschappen van de dochterorganismen die zich uit de zygote ontwikkelden niet identiek aan die van de ouder?

2*. Wat is de biologische betekenis van meiose?

3. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

Celdeling, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zitten, leidt tot de vorming van kiemcellen.

4. Vul de stelling aan door de juiste term te kiezen:

Dezelfde chromosomen van vader en moeder heten:

a) haploïde; c) diploïde;

b) homoloog; d) alleenstaand.

§ 16 Individuele ontwikkeling van organismen - ontogenese

Het lichaam ondergaat belangrijke transformaties tijdens zijn leven: het groeit en ontwikkelt zich.

De totaliteit van transformaties die in het lichaam plaatsvinden vanaf het begin tot aan de natuurlijke dood, wordt individuele ontwikkeling of ontogenie genoemd (van het Griekse toto - "bestaand" en genesis - "opkomst", "oorsprong"). In eencellige organismen past het leven in één celcyclus en vinden alle transformaties plaats tussen twee celdelingen. In meercellige organismen is dit proces veel gecompliceerder.

Bij ongeslachtelijke voortplanting, inclusief vegetatieve voortplanting, begint ontogenese vanaf het moment van deling van de initiële (d.w.z. ontstaande) cellen van het organisme van de moeder. Het organisme in de vroege stadia van ontwikkeling wordt de kiem genoemd.

Eencellige organismen, zoals alle cellen, ontstaan ​​door celdeling. In een nieuw gevormde cel worden niet altijd intracellulaire structuren gevormd die voorzien in zijn specifieke functies en levensprocessen. Het duurt een bepaalde tijd voordat alle organellen zijn gevormd en alle noodzakelijke enzymen zijn gesynthetiseerd. Deze vroege bestaansperiode van een cel (en een eencellig organisme) in de celcyclus wordt rijping genoemd. Het wordt gevolgd door een periode van volwassen celleven, culminerend in zijn deling.

In de individuele ontwikkeling van een meercellig organisme worden verschillende stadia onderscheiden, die vaak leeftijdsperioden worden genoemd. Er zijn vier leeftijdsperioden: germinaal (embryonaal), jeugd, volwassenheid en ouderdom.

Bij dieren worden vaak slechts twee perioden onderscheiden: embryonaal en postembryo. De embryonale periode is de ontwikkeling van het embryo (embryo) vóór de geboorte. Post-embryonale is de periode van ontwikkeling van een organisme vanaf de geboorte of het verlaten van het ei of de embryonale membranen tot de dood.

De embryonale periode van ontogenese (embryonale ontwikkeling), die zich in de baarmoeder in het lichaam van de moeder voordoet en eindigt bij de geboorte, wordt aangetroffen bij de meeste zoogdieren, inclusief de mens. In eierleggende en paaiende organismen vindt embryonale ontwikkeling plaats buiten het lichaam van de moeder en eindigt met de uitgang van de eimembranen (bij vissen, amfibieën, reptielen, vogels, evenals bij veel ongewervelde dieren - stekelhuidigen, weekdieren, wormen, enz.).

In de overgrote meerderheid van dierlijke organismen vindt het proces van embryonale ontwikkeling op een vergelijkbare manier plaats. Dit bevestigt de gemeenschappelijkheid van hun oorsprong.

Bij mensen, tijdens de embryonale ontwikkeling, beginnen de hersenen en het ruggenmerg eerst te scheiden. Dit gebeurt binnen de derde week na de conceptie. In dit stadium is de lengte van het menselijke embryo slechts 2 mm.

Vanaf de eerste dagen van de embryonale ontwikkeling is het embryo erg gevoelig voor schadelijke effecten, vooral chemische (drugs, vergiften, alcohol, drugs) en infectieus. Als een vrouw bijvoorbeeld tussen de 4e en 12e week van de zwangerschap ziek wordt van rubella, kan dit een miskraam veroorzaken of de vorming van het hart, de hersenen, de gezichts- en gehoororganen bij de foetus verstoren, d.w.z. de organen waarvan de ontwikkeling plaatsvindt in deze periode.

Na de geboorte of het verlaten van het ei begint de postembryonale ontwikkeling van het organisme. Voor sommige organismen duurt deze periode van leven enkele dagen, voor andere - enkele tientallen en honderden jaren, afhankelijk van de soort.

De leeuw sterft van ouderdom op de leeftijd van ongeveer 50 jaar, de krokodil kan tot 100 jaar oud worden, de eik - tot 2000 jaar, de sequoia - meer dan 3000 jaar en de haver - 4-6 maanden. Sommige insecten leven meerdere dagen. Een persoon sterft van ouderdom tussen de 75 en 100 jaar, hoewel sommige mensen ouder worden dan 100 jaar.

Postembryonale ontwikkeling bestaat uit drie leeftijdsperioden: jeugd, volwassenheid en ouderdom. Elk van deze perioden wordt gekenmerkt door bepaalde transformaties in de structuur en levensprocessen van het organisme, vanwege zijn erfelijkheid en de invloed van externe omstandigheden. In het proces van postembryonale ontwikkeling ondergaat het organisme kwantitatieve en kwalitatieve veranderingen.

Ontogenie is de ontwikkeling van een individu (individu) door erfelijkheid en de invloed van omgevingsfactoren.

Ontogenie is zeker een van de meest verbazingwekkende biologische fenomenen. Het lichaam is verschenen in de vorm van een klein embryo of kiem en doorloopt een aantal complexe ontwikkelingsstadia, waarin geleidelijk alle organen en mechanismen die voor vitale activiteit zorgen, erin worden gevormd. Nadat het de puberteit heeft bereikt, realiseert het organisme de belangrijkste functie van het leven - het geeft nakomelingen, wat de duur en continuïteit van het bestaan ​​​​van zijn soort verzekert.

Het bestaan ​​van een organisme is een complex en continu proces van embryonale en postembryonale ontwikkeling in bepaalde habitatomstandigheden en gedurende de perioden die kenmerkend zijn voor elke soort.

1. Beschrijf de periode van embryonale ontwikkeling van het organisme.

2. Vervang de termen door de volgende definities: een organisme in de vroege stadia van ontwikkeling; individuele ontwikkeling van een meercellig organisme.

3*. Leg uit waarom de invloed van gevaarlijke externe invloeden (straling, roken) destructiever is in het embryonale stadium van ontogenese dan in het postembryonale stadium.

Voortplanting is inherent aan alle levende organismen. Met behulp van voortplanting wordt de zelfreproductie van organismen en de continuïteit van het bestaan ​​van de soort verzekerd. Er zijn twee hoofdtypen voortplanting in organismen - aseksueel en seksueel. Indirecte celdeling (mitose) tijdens het passeren van een reeks fasen (profase, metafase, anafase, telofase) zorgt voor de overdracht naar dochtercellen van dezelfde erfelijke informatie die in de chromosomen van de kern zit als de ouder. Interfase bereidt de cel voor op deling.

De oudste vorm van voortplanting is ongeslachtelijke voortplanting. Het zorgt voor de stabiliteit van genetische informatie, het behoud van de eigenschappen van de soort, een snellere toename van het aantal en hervestiging naar nieuwe territoria.

Seksuele voortplanting ontstond in het evolutieproces later dan aseksueel. Door meiose, kruising en bevruchting zorgt seksuele reproductie voor genetische variabiliteit waardoor organismen nieuwe eigenschappen en eigenschappen kunnen verwerven en zich dus beter kunnen aanpassen aan veranderende omgevingsomstandigheden.

In het proces van meiose vindt de reductiedeling van kiemcellen en de vorming van een haploïde (In) set chromosomen in de kern van gameten plaats. Wanneer cellen worden bevrucht, versmelten de mannelijke en vrouwelijke gameten met een haploïde set chromosomen en wordt een zygote gevormd met een diploïde (2p) set chromosomen in de kern.

De zygote geeft aanleiding tot de ontwikkeling van een nieuw organisme. Het verloop van het leven van een organisme van geboorte tot dood wordt individuele ontwikkeling (ontogenese) genoemd. In meercellige organismen bestaat ontogenese uit de embryonale en postembryonale perioden.

De individuele ontwikkeling van alle organismen wordt uitgevoerd in overeenstemming met de erfelijke eigenschappen die inherent zijn aan de soort en afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

Test jezelf

1. Leg uit hoe de biologische rol van vrouwelijke en mannelijke geslachtsgameten zich manifesteert.

2. Leg de belangrijkste verschillen tussen mitose en meiose uit.

3. Wat is de afhankelijkheid van de individuele ontwikkeling van het organisme van de omgevingscondities in de embryonale en postembryonale periode?

4. Welke stadia worden waargenomen in de celcyclus van eencellige organismen Leg het belang van interfase in het leven van een cel uit.

1. Beschrijf de begrippen 'groei van het organisme' en 'ontwikkeling van het organisme'.

Onderwerpen voor discussie

1. Beschrijf de biologische rol van verschillende soorten voortplanting als ze worden waargenomen in organismen van dezelfde soort. Geef voorbeelden.

2. Breid het mechanisme uit om de continuïteit van het leven te verzekeren.

3. Is het juist om te zeggen dat de ontwikkeling van het organisme plaatsvindt in de embryonale periode, en in de post-embryonale periode is er alleen een toename van de lichaamsgrootte, d.w.z. de groei van het organisme? Onderbouw uw mening met concrete voorbeelden.

Basisconcepten

Aseksuele voortplanting. Seksuele reproductie. gameet. Zygoot. chromosoom. Mitose. Meiosis. Oversteken. Celcyclus. diploïde cel. haploïde cel. Ontogenese.

Grondbeginselen van de leer van erfelijkheid en variabiliteit

Na bestudering van het hoofdstuk ben je in staat om:

De basisconcepten van genetica uitleggen;

Beschrijf het mechanisme van geslachtsbepaling en soorten overerving van eigenschappen;

Beschrijf de rol van erfelijkheid en variabiliteit van organismen in dieren in het wild.

§ 17 Uit de geschiedenis van de ontwikkeling van de genetica

Genetica (Griekse genese - "oorsprong") is de naam van de wetenschap die de erfelijkheid en variabiliteit van organismen bestudeert, evenals de mechanismen voor het beheersen van deze processen. Het heeft een lange geschiedenis.

Zelfs in de oudheid begrepen mensen dat planten, dieren en zelfs mensen sommige kenmerken van hun ouders erven, omdat het onmogelijk was om de overeenkomsten tussen nakomelingen en ouders niet te zien. Bovendien werden bepaalde "generieke" tekens onveranderd van generatie op generatie doorgegeven. Op basis van dit vermogen van planten en dieren om bepaalde eigenschappen te erven, begonnen ze plantenzaden te selecteren voor het zaaien van de meest productieve individuen, probeerden ze jonge dieren te houden die de eigenschappen hebben die mensen nodig hebben - meer melk of wol geven, beter presterend trekwerk , enz.

Oude Chinese manuscripten getuigen bijvoorbeeld dat 6000 jaar geleden verschillende rijstvariëteiten werden gecreëerd door kruising en selectie. Archeologische vondsten bevestigen dat de Egyptenaren productieve tarwevariëteiten verbouwden. Onder de Babylonische geschreven monumenten in Mesopotamië werd een stenen tablet gevonden die dateert uit het 6e millennium voor Christus. e., die gegevens vastlegde over de overerving van de vorm van het hoofd en de manen bij vijf generaties paarden (Fig. 25).

Pas in de 19e en vroege 20e eeuw, toen kennis over het leven van de cel werd verzameld, begonnen wetenschappers het fenomeen erfelijkheid te bestuderen. Het eerste wetenschappelijke werk over de studie van erfelijkheid werd uitgevoerd door de Tsjechische wetenschapper en monnik G. Mendel. In 1865 formuleerde hij in het artikel 'Experimenten met plantenhybriden' de overervingspatronen van eigenschappen die de basis legden voor de wetenschap van de genetica. Mendel toonde aan dat erfelijke eigenschappen (neigingen) niet "versmolten" zijn, zoals eerder werd gedacht, maar van ouders op nakomelingen worden overgedragen in de vorm van discrete (geïsoleerde, afzonderlijke) eenheden, die hij factoren noemde. Deze eenheden, die in paren in individuen worden gepresenteerd, versmelten niet met elkaar, maar blijven discreet en worden overgedragen aan nakomelingen in mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen, één eenheid van elk paar.

In 1909 werden de erfelijke eenheden genoemd door de Deense wetenschapper W. Johansen genen (Griekse genos - "geslacht"). Aan het begin van de XX eeuw. de Amerikaanse embryoloog en geneticus T. Morgan heeft experimenteel vastgesteld dat genen zich op chromosomen bevinden en daar lineair zijn gerangschikt. Sindsdien staat het concept van het gen centraal in de genetica.

Prominente rol in de ontwikkeling van genetica in de eerste helft van de twintigste eeuw. gespeeld door onze binnenlandse wetenschappers. NET ZO. Serebrovsky, die de genetica van dieren onderzocht, toonde de complexe structuur van het gen, introduceerde de term 'genenpool' in de wetenschap. De leer van erfelijkheid en variabiliteit werd verrijkt door de werken van N.I. Vavilov, die in 1920 de wet van homologische reeksen van erfelijkheid en variabiliteit formuleerde, die zorgde voor een nauw verband tussen genetica en evolutionaire doctrine. Yu.A. Filipchenko voerde talrijke experimenten uit op de genetische analyse van planten, ontwikkelde methoden om variabiliteit en erfelijkheid te bestuderen. Een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van de genetica werd ook geleverd door G.D. Karpechenko, NK Koltsov, SS. Chetverikov en andere onderzoekers.

In de jaren 40. de biochemische fundamenten van de genetica werden gelegd. Wetenschappers hebben de rol van nucleïnezuurmoleculen bij de overdracht van erfelijke informatie bewezen, wat leidde tot de geboorte van moleculaire genetica. Het ontcijferen van de structuur van het DNA-molecuul, gepubliceerd in 1953, toonde een nauw verband aan van deze chemische verbinding met erfelijke informatie in genen.

Vooruitgang op het gebied van moleculaire genetica heeft geleid tot de creatie van een nieuwe tak van biologische wetenschap - genetische manipulatie, die het mogelijk maakt, door individuele genen te manipuleren, om in vitro nieuwe combinaties van genen in het chromosoom te verkrijgen die er voorheen niet waren. Genetische manipulatie is op grote schaal gebruikt in de praktijk van landbouw en biotechnologie.

De ontwikkeling van genetica op basis van moleculaire basen bij het overwegen van erfelijke eigenschappen werd mogelijk dankzij de creatie van geavanceerde technologieën op het gebied van wetenschappelijk onderzoek, die pas in het midden van de 20e eeuw verschenen.

Genetica is de theoretische basis van selectie (lat. selectio - "keuze", "selectie") van planten, dieren en micro-organismen, dat wil zeggen, het creëren van organismen met de eigenschappen die een persoon nodig heeft. Op basis van genetische patronen creëren veredelaars verbeterde plantenrassen en rassen van huisdieren. Genetische manipulatiemethoden produceren nieuwe stammen (zuivere culturen) van micro-organismen (bacteriën, schimmels) die stoffen synthetiseren voor de behandeling van ziekten.

Het onderzoek van genetische wetenschappers heeft geleid tot het begrip van het feit dat er naast infectieziekten veel verschillende erfelijke ziekten zijn. Vroege diagnose van deze ziekten maakt tijdige interventie in het verloop van de ziekte mogelijk en voorkomt of vertraagt ​​de ontwikkeling ervan.

Aantasting van het milieu en negatieve veranderingen in het milieu hebben geleid tot veel aandoeningen in de genetische sfeer van levende organismen, waardoor de kans op erfelijke ziekten bij de mens is toegenomen.

Om veel van de problemen die verband houden met deze alarmerende trend op te lossen en om de menselijke genetische veiligheid te waarborgen, waren gericht onderzoek en de gecombineerde inspanningen van ecologen en genetici nodig. Zo ontstond een nieuwe belangrijke richting in de wetenschap - ecologische genetica, die zorgde voor de ontwikkeling van de genetische veiligheidsdienst. De laatste bestudeert de genetische activiteit van chemische en fysische omgevingsfactoren die de mens en de natuur als geheel beïnvloeden. Ecologen hebben bewezen dat het voor de duurzame ontwikkeling van het leven op aarde noodzakelijk is om de biologische diversiteit van soorten en natuurlijke ecosystemen te behouden. Deze essentiële taak voor de mensheid heeft geleid tot de actieve ontwikkeling van een richting in de biologische wetenschap als populatiegenetica.

Kennis van genetica is gewild in de botanie, zoölogie, microbiologie, ecologie, evolutie, antropologie, fysiologie, ethologie en andere gebieden van de biologie. Genetische onderzoeksgegevens worden gebruikt in de biochemie, geneeskunde, biotechnologie, natuurbehoud en landbouw. Men kan zeggen dat de ontdekkingen en methoden van de genetica toepassing vinden op alle gebieden van menselijke activiteit die verband houden met levende organismen. De wetten van de genetica zijn van groot belang voor het verklaren van alle processen van het leven op aarde.

De wetenschappelijke en praktische rol van genetica wordt bepaald door de betekenis van het onderwerp van zijn studie - erfelijkheid en variabiliteit, dat wil zeggen de eigenschappen die inherent zijn aan alle levende wezens.

1. Wat bestudeert de genetica, wanneer en waarom kreeg het zijn naam?

2. Waarom wordt G. Mendel beschouwd als de 'vader van de genetica'?

3. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

De gegevens van de wetenschap, die de erfelijkheid en variabiliteit van organismen bestuderen, worden nu op grote schaal gebruikt in alle gebieden van de biologie.

Eenheden die zorgen voor de overdracht van erfelijke eigenschappen zijn zonder uitzondering in alle organismen aanwezig.

vier*. Beschrijf de rol van kennis over nucleïnezuren voor de ontwikkeling van genetica.

§ 18 Basisbegrippen van genetica

Genetica bestudeert twee hoofdeigenschappen van levende organismen - erfelijkheid en variabiliteit.

Erfelijkheid is het vermogen van organismen om hun kenmerken en kenmerken van ontwikkeling door te geven aan nakomelingen. Dankzij dit vermogen behouden alle levende wezens (planten, dieren, schimmels of bacteriën) de karakteristieke kenmerken van de soort in hun nakomelingen. Een dergelijke continuïteit van erfelijke eigenschappen wordt verzekerd door de overdracht van hun genetische informatie. Genen zijn de dragers van erfelijke informatie in organismen.

Een gen is een eenheid van erfelijke informatie die zich manifesteert als een teken van een organisme.

In het onderwerp "Eiwitbiosynthese in een levende cel" (§ 10) werd opgemerkt dat een gen dient als basis voor het bouwen van eiwitmoleculen, maar in de genetica fungeert een gen als drager van een eigenschap in een organisme. Deze "dualiteit" van het gen wordt begrijpelijk als we ons herinneren dat de belangrijkste functie van een eiwit in een cel enzymatisch is, dat wil zeggen het beheersen van chemische reacties, waardoor alle tekens van een organisme worden gevormd. Deze "dubbele" rol van het gen kan worden uitgedrukt door het schema: gen -" eiwit -\u003e enzym -\u003e chemische reactie -\u003e teken van het organisme.

Een gen is een sectie van een DNA-molecuul (en in sommige virussen, RNA) met een bepaalde reeks nucleotiden. De volgorde van nucleotiden bevat genetische informatie over de ontwikkeling van de eigenschappen van een organisme. In hogere organismen bevinden genen zich in het DNA van chromosomen (dit zijn de zogenaamde nucleaire genen) en in het DNA in de organellen van het cytoplasma - mitochondriën en chloroplasten (dit zijn cytoplasmatische genen).

In alle organismen van dezelfde soort bevindt elk gen zich op een bepaalde plaats ten opzichte van andere genen. De locatie van een gen op een stuk DNA wordt een locus genoemd. Bij verschillende individuen van dezelfde soort heeft elk gen verschillende vormen - allelen. Allelen bevatten informatie over een of andere variant van de ontwikkeling van een eigenschap die door dit gen wordt aangestuurd (bijvoorbeeld oogkleur). De cellen van een diploïde organisme bevatten gewoonlijk twee allelen van elk gen, één ontvangen van de moeder, de andere van de vader. Elke verandering in de structuur van een gen leidt tot het verschijnen van nieuwe allelen van dit gen en een verandering in de eigenschap die erdoor wordt gecontroleerd.

Organismen die verschillende (alternatieve) allelen van hetzelfde gen op dezelfde (homologe) chromosomen dragen, worden heterozygoot genoemd, en organismen met dezelfde allelen op homologe chromosomen worden homozygoot genoemd.

Heterozygotie zorgt meestal voor een hogere levensvatbaarheid van organismen, hun goede aanpassingsvermogen aan veranderende omgevingsomstandigheden, en is daarom breed vertegenwoordigd in natuurlijke populaties van verschillende soorten.

Een gen is een deel van een DNA-molecuul dat de mogelijkheid bepaalt om een ​​bepaalde eigenschap te ontwikkelen. De ontwikkeling van dit kenmerk is echter grotendeels afhankelijk van externe omstandigheden.

Het geheel van alle genen (allelen) van een individu wordt het genotype genoemd. Het genotype fungeert als een enkel interactief systeem van alle genetische elementen die de manifestatie van alle tekenen van het organisme (ontwikkeling, structuur, vitale activiteit) beheersen.

Het geheel van alle kenmerken van een organisme wordt het fenotype genoemd. Het fenotype wordt gevormd in het proces van interactie tussen het genotype en de externe omgeving. Niet alle genotypische mogelijkheden van een organisme worden gerealiseerd in het fenotype. Daarom wordt het fenotype ook wel een speciaal geval van de manifestatie van het genotype in specifieke omstandigheden genoemd. Er is praktisch geen volledig samenvallen van het genotype met het fenotype. Een verandering in het genotype gaat niet altijd gepaard met een verandering in het fenotype en vice versa.

Binnen dezelfde soort lijken alle individuen behoorlijk op elkaar. Maar onder verschillende omstandigheden kunnen individuen, zelfs met hetzelfde genotype, onderling verschillen in de aard en sterkte van de manifestatie van hun kenmerken (d.w.z. in fenotype). In dit opzicht wordt in de genetica het concept van de reactienorm gebruikt, dat het bereik (grenzen) van de fenotypische manifestaties van een eigenschap in een individu onder invloed van de externe omgeving aangeeft zonder het genotype te veranderen.

Het genotype bepaalt de limieten (bereik) van de norm van de reactie van het organisme, d.w.z. zijn genetische capaciteiten, en het fenotype implementeert deze capaciteiten in tekens.

Elk organisme leeft en ontwikkelt zich in bepaalde omgevingsomstandigheden en ervaart de werking van externe factoren. Deze factoren (temperatuur, licht, de aanwezigheid van andere organismen, enz.) kunnen zich manifesteren in het fenotype, d.w.z. de grootte of fysiologische eigenschappen van het organisme kunnen veranderen. Daarom kan de manifestatie van tekens, zelfs in nauw verwante organismen, anders zijn. Deze verschillen tussen individuen binnen een soort worden variabiliteit genoemd.

Variabiliteit is een eigenschap van levende organismen om in verschillende vormen te bestaan, waardoor ze in staat zijn te overleven in veranderende omgevingsomstandigheden.

Variatie kan worden veroorzaakt door de invloed van omgevingsfactoren die geen invloed hebben op veranderingen in het genotype. De variabiliteit die gepaard gaat met veranderingen in het genotype gaat gepaard met het verschijnen van nieuwe eigenschappen en kwaliteiten die door het organisme worden geërfd. Dit wordt vooral vaak waargenomen bij individuen die zijn verschenen als gevolg van kruising.

Variatie is een eigenschap van organismen, in tegenstelling tot erfelijkheid. Maar zowel erfelijkheid als variabiliteit zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Ze zorgen voor de continuïteit van erfelijke eigenschappen en het vermogen om zich aan te passen aan veranderende nieuwe omgevingsomstandigheden, waardoor de progressieve ontwikkeling van het leven wordt veroorzaakt.

Erfelijkheid en variabiliteit zijn inherent aan alle organismen. Genetica, die de patronen van erfelijkheid en variabiliteit bestudeert, onthult methoden om deze processen te beheersen.

1. Wat is een allel? Welke genen worden allelisch genoemd?

2. Vergelijk de rol van erfelijkheid en variabiliteit in het leven van organismen.

3*. Elimineer woorden in zinnen die de juistheid van de uitspraken verstoren.

Een gen als erfelijke factor en een discrete eenheid van genetische informatie is gelokaliseerd in de chromosomen van organellen.

Een genotype is een enkel systeem van alle chromosomen en genetische elementen van een bepaalde cel of organisme.

De grenzen van de reactienorm worden bepaald door het genotype en fenotype.

Anafase. Microtubuli trekken samen, centromeren scheiden en bewegen van elkaar af. De chromosomen scheiden en de chromatiden bewegen naar tegenovergestelde polen van de spil.

Telofase. Er worden nieuwe kernen gevormd. Chromosomen in nieuwe kernen worden dun, onzichtbaar onder een microscoop. De nucleolus verschijnt weer en de schil van de kern wordt gevormd. Dit is de laatste fase van de celdeling.

Gelijktijdig met telofase begint de deling van het cytoplasma. Eerst wordt er een vernauwing (partitie) gevormd tussen de dochtercellen. Na enige tijd wordt de inhoud van de cel verdeeld. Zo verschijnen nieuwe dochtercellen met cytoplasma rond nieuwe identieke kernen. Daarna begint de voorbereiding voor de deling van de nu nieuwe cel opnieuw en wordt de hele cyclus continu herhaald, als er gunstige omstandigheden zijn. Het proces van mitose duurt ongeveer 1-2 uur en varieert in verschillende soorten cellen en weefsels. Het hangt ook af van de omgevingsomstandigheden.

De deling van de kern en bijgevolg van de cel gaat continu door zolang de cel de middelen heeft om zijn vitale activiteit te verzekeren.

Celcyclus. Het bestaan ​​van een cel vanaf het moment dat deze verschijnt als gevolg van deling tot deling in dochtercellen heet cel levenscyclus of celcyclus. Er zijn twee stadia (of stadia) in de levenscyclus van de cel.

Eerste stap van de celcyclus- voorbereiding van de cel voor deling. Het wordt interfase genoemd (van het Latijnse inter- "tussen" en Griekse fase- "verschijning"). Interfase in de celcyclus duurt het langste (tot 90%) tijdsinterval. Tijdens deze periode zijn de kern en nucleolus duidelijk zichtbaar in de cel. Er is een actieve groei van een jonge cel, biosynthese van eiwitten, hun accumulatie, voorbereiding van DNA-moleculen voor verdubbeling en verdubbeling (replicatie) van al het chromosoommateriaal wordt uitgevoerd. Chromosomen zijn niet zichtbaar, maar het proces van hun verdubbeling is actief aan de gang. Een verdubbeld chromosoom bestaat uit twee helften die één dubbelstrengs DNA-molecuul bevatten. Kenmerkende kenmerken van interfasecellen zijn despiralisatie (afwikkeling) van chromosomen en hun uniforme verdeling in de vorm van een losse massa door de kern. Tegen het einde van de interfase spiraliseren de chromosomen (draaien) en worden zichtbaar, maar vertegenwoordigen nog steeds dunne langwerpige draden (Fig. 22).

In de tweede fase van de celcyclus Mitose treedt op en de cel deelt zich in twee dochtercellen.

Na scheiding gaat elk van de twee dochtercellen opnieuw de interfaseperiode in. Vanaf dit moment beginnen beide opkomende eukaryote cellen aan een nieuwe (nu hun eigen) celcyclus.

Zoals je kunt zien, vindt celdeling in eukaryoten en prokaryoten op verschillende manieren plaats. Maar zowel eenvoudige deling in prokaryoten als deling door mitose in

eukaryoten zijn methoden van ongeslachtelijke voortplanting: dochtercellen ontvangen de erfelijke informatie die de oudercel had. Dochtercellen zijn genetisch identiek aan de ouder. Eventuele veranderingen in de genetische

apparaat komt hier niet voor. Daarom hebben alle cellen die verschijnen in het proces van celdeling en de daaruit gevormde weefsels genetische homogeniteit.

1. Leg de verschillen uit in de processen van celdeling bij prokaryoten en eukaryoten. 2*. Waarom zijn de nakomelingen identiek aan de ouder bij ongeslachtelijke voortplanting?

3. Beschrijf het proces van mitose en de kenmerken van elk van zijn stadia.

4. Vervang de onderstreepte woorden door termen.

Eerste fase van mitose begint wanneer chromosomen zichtbaar worden

Aan het einde van de derde fase van mitose Chromosomen bevinden zich aan tegenovergestelde polen van de cel.

Celstructuren die genetische informatie bevatten, worden pas tijdens mitose zichtbaar.

Laboratoriumwerk nr. 2 (zie bijlage, p. 230).

§ 15 Vorming van geslachtscellen. Meiosis

geslachtscellen (gameten) ontwikkelen zich in de geslachtsorganen (generatieve) en spelen een cruciale rol: ze zorgen voor de overdracht van erfelijke informatie van ouders op het nageslacht. Tijdens seksuele reproductie, als gevolg van bevruchting, fuseren twee geslachtscellen (mannelijk en vrouwelijk) en vormen één cel - een zygote, waarvan de daaropvolgende deling leidt tot de ontwikkeling van een dochterorganisme.

Gewoonlijk bevat de celkern twee sets chromosomen - een van de ene en de andere ouder - 2p (de Latijnse letter "p" geeft een enkele set chromosomen aan). Zo'n cel wordt diploïde genoemd (van het Griekse diploos - "dubbel" en eidos - "zicht"). Er kan worden aangenomen dat wanneer twee kernen samensmelten, de nieuw gevormde cel (zygote) niet twee, maar vier sets chromosomen zal bevatten, die bij elke volgende verschijning van zygoten weer zullen verdubbelen. Stel je voor hoeveel chromosomen zich dan in één cel zouden ophopen! Maar dit gebeurt niet in de levende natuur: het aantal chromosomen in elke soort tijdens seksuele voortplanting blijft constant. Dit komt door het feit dat kiemcellen worden gevormd door een speciale deling. Hierdoor komen niet twee (2n), maar slechts één paar chromosomen (In), dat wil zeggen de helft van wat zich vóór de deling in de cel bevond, de kern van elke kiemcel binnen. Cellen met een enkele set chromosomen, dat wil zeggen, die slechts de helft van elk paar chromosomen bevatten, worden haploïde genoemd (van het Griekse haploos - "simpel", "single" en eidos - "view").

Het proces van deling van geslachtscellen, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zijn, wordt meiose genoemd (Griekse meiose - "reductie"). Een halvering van het aantal chromosomen in de kern (de zogenaamde reductie) treedt op tijdens de vorming van zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtscellen. Tijdens de bevruchting door fusie van geslachtscellen in de kern van de zygote ontstaat weer een dubbele set chromosomen (2p).

Opgemerkt moet worden dat in veel eukaryoten (micro-organismen, lagere planten en mannetjes van sommige geleedpotige soorten) somatische (Griekse soma - "lichaam") cellen (alle lichaamscellen, met uitzondering van geslachtscellen) een haploïde set chromosomen hebben. In veel bloeiende planten zijn de cellen polyploïde, dat wil zeggen dat ze veel sets chromosomen bevatten. Maar bij de meeste dieren, bij de mens en bij hogere planten

alleen kiemcellen zijn haploïde. In alle andere cellen van het lichaam van deze organismen bevat de kern een diploïde (2p) - een dubbele set chromosomen.

Meiose is van groot belang in de levende wereld. In het proces van meiose (in tegenstelling tot mitose) worden dochtercellen gevormd die half zoveel chromosomen bevatten als de oudercellen, maar door de interactie van de chromosomen van de vader en moeder hebben ze altijd nieuwe, unieke combinaties van chromosomen. Deze combinaties in nakomelingen komen tot uitdrukking in nieuwe combinaties van eigenschappen. De opkomende reeks chromosoomcombinaties vergroot het vermogen van een soort om zich aan te passen aan veranderende omgevingsomstandigheden, wat erg belangrijk is voor de evolutie.

Met behulp van meiose worden kiemcellen gevormd met een kleinere set chromosomen en met kwalitatief andere genetische eigenschappen dan die van de oudercellen.

Meiose, of reductiedeling, is een combinatie van twee eigenaardige stadia van celdeling, die elkaar zonder onderbreking opvolgen. Ze worden meiose I (eerste divisie) imeiose II (tweede divisie) genoemd. Elke fase heeft verschillende fasen. De namen van de fasen zijn hetzelfde als de fasen van mitose. Interfasen worden waargenomen vóór divisies. Maar verdubbeling van DNA bij mitose vindt pas plaats vóór de eerste deling. Het verloop van meiose

weergegeven in figuur 23.

BIJ eerste interfase(voorafgaand aan de eerste deling van meiose) is er een toename in celgrootte, verdubbeling van organellen en verdubbeling van DNA in chromosomen.

Eerste divisie (meiose I) begint met profase /, waarbij gedupliceerde chromosomen (met elk twee chromatiden) duidelijk zichtbaar zijn in een lichtmicroscoop. In deze fase identieke (homologe) chromosomen, maar afkomstig uit kernen

vaderlijke en moederlijke gameten, naderen elkaar en "kleven" in paren over de gehele lengte aan elkaar. De centromeren (vernauwingen) van homologe chromosomen bevinden zich naast elkaar en gedragen zich als een enkele eenheid, die de vier chromatiden bij elkaar houdt. Dergelijke onderling verbonden homologe verdubbelde chromosomen worden een paar of een bivalent genoemd (van het Latijnse bi - "dubbel" en valens - "sterk").

De homologe chromosomen waaruit de bivalent bestaat, zijn op sommige punten nauw met elkaar verbonden. In dit geval kan een uitwisseling van stukjes DNA-strengen optreden, waardoor nieuwe combinaties van genen in de chromosomen worden gevormd. Dit proces wordt crossing door genoemd (Engelse cmssingover - "cross"). Cross-over kan leiden tot recombinatie van grote of kleine delen van homologe chromosomen met meerdere genen of delen van één gen in DNA-moleculen (Fig. 24).

Door kruisingen blijken chromosomen met andere erfelijke eigenschappen in vergelijking met de chromosomen van ouderlijke gameten in kiemcellen te zitten.

Het fenomeen van oversteken is van fundamenteel biologisch belang, omdat het de genetische diversiteit van het nageslacht vergroot.

De complexiteit van de processen die plaatsvinden in profase I (in chromosomen, kern) bepaalt de langste duur van dit stadium van meiose.

In metafase I bevinden bivalenten zich in het equatoriale deel van de cel. Dan,

in anafase I divergeren homologe chromosomen naar tegenovergestelde polen van de cel Telofase / voltooit de eerste deling van meiose, waardoor twee dochtercellen worden gevormd, hoewel elk chromosoom daarin nog steeds verdubbeld is (d.w.z. bestaat uit twee zusterchromatiden ).

Telofase I wordt gevolgd door tweede interfase. Ze neemt erg

een korte tijd, omdat er geen DNA-synthese in plaatsvindt.

De tweede divisie (meiose II) begint met profase II.

Twee dochtercellen die in telofase I zijn ontstaan, beginnen met deling vergelijkbaar met mitose: de nucleoli en kernmembranen worden vernietigd, spindelfilamenten verschijnen, met één uiteinde bevestigd aan het centromeer. In de metafase liggen de chromosomen langs de evenaar van de spil. In Vanafase II delen de centromeren zich en de chromatiden van de chromosomen in beide dochtercellen divergeren naar hun polen.

Dientengevolge worden van elk gedupliceerd chromosoom twee afzonderlijke chromosomen verkregen, die naar tegenovergestelde polen van de cel bewegen. Aan beide polen wordt een kern gevormd uit groepen chromosomen die hier zijn verzameld. Daarin wordt elk paar homologe chromosomen vertegenwoordigd door slechts één chromosoom.

In telofase II, rond de kern, die nu een enkele (haploïde) set chromosomen bevat, wordt het kernmembraan opnieuw gevormd en deelt de celinhoud zich. Het reductieproces van de vorming van kiemcellen eindigt met de creatie van vier haploïde cellen - gameten.

BIJ Als gevolg van meiose verschijnen vier cellen met een haploïde set chromosomen uit één cel.

Het proces van vorming van mannelijke geslachtscellen (spermatozoa) wordt genoemd spermatogenese(van het Griekse spermatos - "zaad" en genesis - "opkomst", "oorsprong"). Het proces van ontwikkeling van vrouwelijke geslachtscellen (ova) wordt ovogenese of oogenese genoemd (van het Griekse oop - "ei" en genesis - "opkomst", "oorsprong"),

1. Waarom zijn de eigenschappen van de dochterorganismen die zich uit de zygote ontwikkelden niet identiek aan die van de ouder?

2*. Wat is de biologische betekenis van meiose?

3. Vervang de gemarkeerde woorden door de term.

Celdeling, waardoor er half zoveel chromosomen in de kern zitten, leidt tot de vorming van kiemcellen.

§ 16 Individuele ontwikkeling van organismen - ontogenese

Het lichaam ondergaat belangrijke transformaties tijdens zijn leven: het groeit en ontwikkelt zich.

De totaliteit van transformaties die in het lichaam plaatsvinden vanaf het begin tot de natuurlijke dood wordt genoemd individuele ontwikkeling iontogenese

(van het Griekse onts- "bestaand" en ontstaan- "opkomst", "oorsprong"). In eencellige organismen past het leven in één celcyclus en vinden alle transformaties plaats tussen twee celdelingen. In meercellige organismen is dit proces veel gecompliceerder.

Bij ongeslachtelijke voortplanting, inclusief vegetatieve voortplanting, begint ontogenese vanaf het moment van deling van de initiële (d.w.z. ontstaande) cellen van het organisme van de moeder. Het organisme in de vroege stadia van ontwikkeling wordt de kiem genoemd.

Eencellige organismen, zoals alle cellen, ontstaan ​​door celdeling. In een nieuw gevormde cel worden niet altijd intracellulaire structuren gevormd die voorzien in zijn specifieke functies en levensprocessen. Het duurt een bepaalde tijd voordat alle organellen zijn gevormd en alle noodzakelijke enzymen zijn gesynthetiseerd. Deze vroege bestaansperiode van een cel (en een eencellig organisme) in de celcyclus wordt rijping genoemd. Het wordt gevolgd door een periode van het volwassen leven van de cel, eindigend met zijn deling.

In de individuele ontwikkeling van een meercellig organisme worden verschillende stadia onderscheiden, die vaak worden genoemd leeftijd perioden. Er zijn vier leeftijdsperioden: embryonaal (embryonaal), jeugd, volwassenheid oude leeftijd.

Bij dieren worden vaak slechts twee perioden onderscheiden: embryonale en postembryonale periode De embryonale periode is de ontwikkeling van het embryo (embryo) vóór de geboorte. post-embryonale wordt de periode van ontwikkeling van het organisme genoemd vanaf de geboorte of het verlaten van het ei of de embryonale membranen tot de dood.

Embryonale periode van ontogenie(embryonale ontwikkeling), die in utero in het lichaam van de moeder plaatsvindt en eindigt bij de geboorte, wordt aangetroffen bij de meeste zoogdieren, inclusief de mens. In eierleggende en paaiende organismen vindt embryonale ontwikkeling plaats buiten het lichaam van de moeder en eindigt met het vrijkomen van eimembranen (bij vissen, amfibieën, reptielen, vogels, evenals bij veel ongewervelde dieren - stekelhuidigen, weekdieren, wormen

en etc.).

Bij In de overgrote meerderheid van dierlijke organismen vindt het proces van embryonale ontwikkeling op een vergelijkbare manier plaats. Dit bevestigt de gemeenschappelijkheid van hun oorsprong.

Bij mens in de loop van de embryonale ontwikkeling, de eerste die het hoofd en het ruggenmerg scheidt

brein. Dit gebeurt binnen de derde week na de conceptie. In dit stadium is de lengte van het menselijke embryo slechts 2 mm.

Vanaf de eerste dagen van de embryonale ontwikkeling is het embryo erg gevoelig voor schadelijke effecten, vooral chemische (drugs, vergiften, alcohol, drugs) en infectieus. Als een vrouw bijvoorbeeld tussen de 4e en 12e week van de zwangerschap ziek wordt van rubella, kan dit een miskraam veroorzaken of de vorming van het hart, de hersenen, de gezichts- en gehoororganen bij de foetus verstoren, d.w.z. de organen waarvan de ontwikkeling plaatsvindt in deze periode.

Na de geboorte of het verlaten van het ei, postembryonale ontwikkeling organisme. Voor sommige organismen duurt deze periode van leven enkele dagen, voor andere - enkele tientallen en honderden jaren, afhankelijk van de soort.

De leeuw sterft van ouderdom op de leeftijd van ongeveer 50 jaar, de krokodil kan tot 100 jaar oud worden, de eik - tot 2000 jaar, de sequoia - meer dan 3000 jaar en de haver - 4-6 maanden. Sommige insecten leven meerdere dagen. Een persoon sterft van ouderdom tussen de 75 en 100 jaar, hoewel sommige mensen ouder worden dan 100 jaar.

Postembryonale ontwikkeling bestaat uit drie leeftijdsperioden: jeugd, volwassenheid oude leeftijd. Elk van deze perioden wordt gekenmerkt door bepaalde transformaties in de structuur en levensprocessen van het organisme, vanwege zijn erfelijkheid en de invloed van externe omstandigheden. In het proces van postembryonale ontwikkeling ondergaat het organisme kwantitatieve en kwalitatieve veranderingen.

Ontogenie is de ontwikkeling van een individu (individu) door erfelijkheid en de invloed van omgevingsfactoren.

Ontogenie is zeker een van de meest verbazingwekkende biologische fenomenen. Het lichaam is verschenen in de vorm van een klein embryo of kiem en doorloopt een aantal complexe ontwikkelingsstadia, waarin geleidelijk alle organen en mechanismen die voor vitale activiteit zorgen, erin worden gevormd. Nadat het de puberteit heeft bereikt, realiseert het organisme de belangrijkste functie van het leven - het geeft nakomelingen, wat de duur en continuïteit van het bestaan ​​​​van zijn soort verzekert.

Het bestaan ​​van een organisme is een complex en continu proces van embryonale en postembryonale ontwikkeling in bepaalde habitatomstandigheden en gedurende de perioden die kenmerkend zijn voor elke soort.

1. Beschrijf de periode van embryonale ontwikkeling van een organisme.

2. Vervang de termen door de volgende definities: een organisme in de vroege stadia van ontwikkeling; individuele ontwikkeling van een meercellig organisme.

3*. Leg uit waarom de invloed van gevaarlijke externe invloeden (straling, roken) destructiever is in het embryonale stadium van ontogenese dan in het postembryonale stadium.

Voortplanting is inherent aan alle levende organismen. Met behulp van voortplanting wordt de zelfreproductie van organismen en de continuïteit van het bestaan ​​van de soort verzekerd. Er zijn twee hoofdtypen voortplanting in organismen - aseksueel en seksueel. Indirecte celdeling (mitose) tijdens het passeren van een reeks fasen (profase, metafase, anafase, telofase) zorgt voor de overdracht naar dochtercellen van dezelfde erfelijke informatie die in de chromosomen van de kern zit als de ouder. Interfase bereidt de cel voor op deling.

De oudste vorm van voortplanting is ongeslachtelijke voortplanting. Het zorgt voor de stabiliteit van genetische informatie, het behoud van de eigenschappen van de soort, een snellere toename van het aantal en hervestiging naar nieuwe territoria.

Seksuele voortplanting ontstond in het evolutieproces later dan aseksueel. Door meiose, kruising en bevruchting zorgt seksuele reproductie voor genetische variabiliteit waardoor organismen nieuwe eigenschappen en eigenschappen kunnen verwerven en zich dus beter kunnen aanpassen aan veranderende omgevingsomstandigheden.

In het proces van meiose vindt de reductiedeling van kiemcellen en de vorming van een haploïde (In) set chromosomen in de kern van gameten plaats. Wanneer cellen worden bevrucht, versmelten de mannelijke en vrouwelijke gameten met een haploïde set chromosomen en wordt een zygote gevormd met een diploïde (2p) set chromosomen in de kern.

De zygote geeft aanleiding tot de ontwikkeling van een nieuw organisme. Het verloop van het leven van een organisme van geboorte tot dood wordt individuele ontwikkeling (ontogenese) genoemd. In meercellige organismen bestaat ontogenese uit de embryonale en postembryonale perioden.

De individuele ontwikkeling van alle organismen wordt uitgevoerd in overeenstemming met de erfelijke eigenschappen die inherent zijn aan de soort en afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

Test jezelf

1. Leg de biologische rol van vrouwelijke en mannelijke geslachtsgameten uit.

2. Leg de belangrijkste verschillen tussen mitose en meiose uit.

3. Wat is de afhankelijkheid van de individuele ontwikkeling van het organisme van de omgevingsomstandigheden in de embryonale en postembryonale periode?

4. Welke stadia worden waargenomen in de celcyclus van eencellige organismen Leg het belang van interfase in het leven van een cel uit.

1. Beschrijf de begrippen "groei van het organisme" en "ontwikkeling van het organisme".

Onderwerpen voor discussie

1. Beschrijf de biologische rol van verschillende soorten voortplanting als ze worden waargenomen in organismen van dezelfde soort. Geef voorbeelden.

2. Breid het mechanisme uit om de continuïteit van het leven te waarborgen.

3. Is het juist om te zeggen dat de ontwikkeling van het organisme plaatsvindt in de embryonale periode, en in de post-embryonale periode is er alleen een toename in de grootte van het lichaam, d.w.z. de groei van het organisme? Onderbouw uw mening met concrete voorbeelden.

Basisconcepten

Aseksuele voortplanting. Seksuele reproductie. gameet. Zygoot. chromosoom. Mitose. Meiosis. Oversteken. Celcyclus. diploïde cel. haploïde cel. Ontogenese.

Hoofdstuk 4 Grondbeginselen van de leer van erfelijkheid en variabiliteit

Na bestudering van het hoofdstuk ben je in staat om:

de basisconcepten van genetica uitleggen;

het mechanisme van geslachtsbepaling en soorten overerving van eigenschappen beschrijven;

karakteriseren van de rol van erfelijkheid en variabiliteit van organismen in dieren in het wild.

§ 17 Uit de geschiedenis van de ontwikkeling van de genetica

Genetica (Griekse genese - "oorsprong") is de naam van de wetenschap die de erfelijkheid en variabiliteit van organismen bestudeert, evenals de mechanismen voor het beheersen van deze processen. Het heeft een lange geschiedenis.

Zelfs in de oudheid begrepen mensen dat planten, dieren en zelfs mensen sommige kenmerken van hun ouders erven, omdat het onmogelijk was om de overeenkomsten tussen nakomelingen en ouders niet te zien. Bovendien werden bepaalde "generieke" tekens onveranderd van generatie op generatie doorgegeven. Op basis van dit vermogen van planten en dieren om bepaalde eigenschappen te erven, begonnen ze plantenzaden te selecteren voor het zaaien van de meest productieve individuen, probeerden ze jonge dieren te houden die de eigenschappen hebben die mensen nodig hebben - meer melk of wol geven, beter presterend trekwerk , enz.

Oude Chinese manuscripten getuigen bijvoorbeeld van 6000 jaar geleden

verschillende rijstvariëteiten door kruising en selectie. Archeologische vondsten bevestigen dat de Egyptenaren productieve tarwevariëteiten verbouwden. Onder de Babylonische geschreven monumenten in Mesopotamië werd een stenen tablet gevonden die dateert uit het 6e millennium voor Christus. e., die gegevens vastlegde over de overerving van de vorm van het hoofd en de manen bij vijf generaties paarden (Fig. 25).

Pas in de 19e en vroege 20e eeuw, toen kennis over het leven van de cel werd verzameld, begonnen wetenschappers het fenomeen erfelijkheid te bestuderen. Het eerste wetenschappelijke werk over de studie van erfelijkheid werd uitgevoerd door de Tsjechische wetenschapper en monnik G. Mendel. In 1865 formuleerde hij in het artikel 'Experimenten met plantenhybriden' de overervingspatronen van eigenschappen die de basis legden voor de wetenschap van de genetica. Mendel toonde aan dat erfelijke eigenschappen (neigingen) niet "versmolten" zijn, zoals eerder werd gedacht, maar van ouders op nakomelingen worden overgedragen in de vorm van discrete (geïsoleerde, afzonderlijke) eenheden, die hij factoren noemde. Deze eenheden, die in paren in individuen worden gepresenteerd, versmelten niet met elkaar, maar blijven discreet en worden overgedragen aan nakomelingen in mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen, één eenheid van elk paar.

In 1909 werden de erfelijke eenheden genoemd door de Deense wetenschapper V. Johansen genen (Griekse genos - "geslacht"). Aan het begin van de XX eeuw. de Amerikaanse embryoloog en geneticus T. Morgan heeft experimenteel vastgesteld dat genen zich op chromosomen bevinden en daar lineair zijn gerangschikt. Sindsdien staat het concept van het gen centraal in de genetica.

Prominente rol in de ontwikkeling van genetica in de eerste helft van de twintigste eeuw. gespeeld door onze binnenlandse wetenschappers. NET ZO. Serebrovsky, die de genetica van dieren onderzocht, toonde de complexe structuur van het gen, introduceerde de term 'genenpool' in de wetenschap. De leer van erfelijkheid en variabiliteit werd verrijkt door de werken van N.I. Vavilov, die in 1920 de wet van homologische reeksen van erfelijkheid en variabiliteit formuleerde, die zorgde voor een nauw verband tussen genetica en evolutionaire doctrine. Yu.A. Filipchenko voerde talloze experimenten uit op de genetische analyse van planten, ontwikkelde onderzoeksmethoden

variabiliteit en erfelijkheid. Een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van de genetica werd ook geleverd door G.D.

Karpechenko, NK Koltsov, SS. Chetverikov en andere onderzoekers.

In de jaren 40. de biochemische fundamenten van de genetica werden gelegd. Wetenschappers hebben de rol van nucleïnezuurmoleculen bij de overdracht van erfelijke informatie bewezen, wat leidde tot de geboorte van moleculaire genetica. Het ontcijferen van de structuur van het DNA-molecuul, gepubliceerd in 1953, toonde een nauw verband aan van deze chemische verbinding met erfelijke informatie in genen.

Vooruitgang op het gebied van moleculaire genetica heeft geleid tot de creatie van een nieuwe tak van biologische wetenschap - genetische manipulatie, die het mogelijk maakt, door individuele genen te manipuleren, om in vitro nieuwe combinaties van genen in het chromosoom te verkrijgen die er voorheen niet waren. Genetische manipulatie is op grote schaal gebruikt in de landbouwpraktijk en biotechnologie.

De ontwikkeling van genetica op basis van moleculaire basen bij het overwegen van erfelijke eigenschappen werd mogelijk dankzij de creatie van geavanceerde technologieën op het gebied van wetenschappelijk onderzoek, die pas in het midden van de 20e eeuw verschenen.

Genetica is de theoretische basis van selectie (Latijnse selectio - "keuze", "selectie") van planten, dieren en micro-organismen, dat wil zeggen, het creëren van organismen met de eigenschappen die een persoon nodig heeft. Op basis van genetische patronen creëren veredelaars verbeterde plantenrassen en rassen van huisdieren. Genetische manipulatiemethoden produceren nieuwe stammen (zuivere culturen) van micro-organismen (bacteriën, schimmels) die stoffen synthetiseren voor de behandeling van ziekten.

Het onderzoek van genetische wetenschappers heeft geleid tot het begrip van het feit dat er naast infectieziekten veel verschillende erfelijke

De vorming van geslachtscellen. Meiosis

Herinneren

het belang van seksuele reproductie van organismen in de natuur;

de rol van geslachtscellen bij seksuele voortplanting.

Meiose is een speciaal type celdeling. De kern van somatische (lichaams) eukaryote cellen bevat twee sets identieke chromosomen - één van beide ouders. Dergelijke cellen worden diploïde genoemd (Griekse diploos - "dubbel" en eidos - "soort").

Twee ouderindividuen nemen deel aan seksuele voortplanting. Een belangrijke rol in dit proces wordt gespeeld door gameten - mannelijk en vrouwelijk.

geslachtscellen. Door de erfelijke informatie die ze bevatten, dragen ze de eigenschappen van een bepaald type organismen over van ouders op nakomelingen. Zo wordt de continuïteit van generaties en de continuïteit van het bestaan ​​​​van soorten uitgevoerd.

Het aantal chromosomen in elke soort tijdens seksuele reproductie blijft constant. Dit komt door het feit dat kiemcellen worden gevormd door een speciale deling. Dankzij hem komen er niet twee, maar slechts één set chromosomen in de kern van elke gameet. Het verminderen van het aantal chromosomen in de kern wordt reductie genoemd (van het Latijnse reducere - "terugbrengen", "terugkeren"). Cellen met een enkele set chromosomen worden haploïde genoemd (Grieks haploos - "simpel", "single" en eidos - "view"). De haploïde set wordt meestal aangeduid als: n, en de diploïde 2 n.

Het proces van celdeling, waardoor de helft van het aantal chromosomen in de kern van dochtercellen, wordt meiose genoemd (Griekse meiose - "reductie"). Als resultaat van bevruchting (fusie van mannelijke en vrouwelijke gameten), wordt een zygote gevormd - de eerste cel van het toekomstige organisme. De ontmoeting van ouderlijke gameten tijdens de bevruchting is willekeurig. In de zygote wordt de erfelijke informatie die van de ouders is ontvangen gecombineerd en wordt de diploïde set chromosomen hersteld.

Bij mensen bijvoorbeeld, bevat elke geslachtscel (zowel sperma als ei) normaal gesproken 23 chromosomen. Tijdens de vorming van een zygote, de kern van kiemcellen versmelten en hun chromosomen verenigen zich in paren. Er zijn dus 46 chromosomen in de zygote. Chromosomen die paren met elkaar vormen, worden homoloog genoemd (Griekse homoios - "vergelijkbaar", "zelfde").

Meiose, of reductiedeling, is een combinatie van twee eigenaardige stadia van celdeling, die elkaar zonder onderbreking opvolgen. Ze worden meiose I (eerste divisie) en meiose II (tweede divisie) genoemd. Elke fase heeft verschillende fasen. De namen van de fasen zijn dezelfde als die van de fasen van mitose. Interfasen worden waargenomen vóór divisies. Maar de duplicatie van DNA bij meiose vindt alleen plaats vóór de eerste deling.

In de interfase voorafgaand aan de eerste deling van meiose is er een toename in celgrootte, verdubbeling van organellen en verdubbeling van DNA in chromosomen.

Eerste deling van meiose. Meiose I begint met profase I, waarbij gedupliceerde chromosomen (bestaande uit twee chromatiden) duidelijk zichtbaar zijn onder een lichtmicroscoop. In deze fase, identiek (homoloog), maar afkomstig uit de kernen van de vaderlijke en moederlijke gameten, naderen de chromosomen elkaar. De centromeren (vernauwingen) van homologe chromosomen bevinden zich naast elkaar en gedragen zich als een enkele eenheid, die de vier chromatiden bij elkaar houdt. Zulke onderling verbonden homologe verdubbelde chromosomen genaamd paar of bivalent

De homologe chromosomen waaruit de bivalent bestaat, zijn op sommige punten nauw met elkaar verbonden. In dit geval kan een uitwisseling van stukjes DNA-strengen optreden, waardoor nieuwe combinaties van genen in de chromosomen worden gevormd. Dit proces wordt oversteken genoemd (eng. crxtssingover - "kruis". Oversteken kan leiden tot de recombinatie van kleine of grote delen van homologe chromosomen met meerdere genen.

Door de kruising blijken chromosomen met andere erfelijke eigenschappen in vergelijking met de chromosomen van de ouderlijke gameten in de geslachtscellen te zitten.

Het fenomeen van cross-over is van fundamenteel biologisch belang, omdat het de genetische diversiteit van nakomelingen vergroot.

In metafase I bevinden bivalenten zich in het equatoriale deel van de cel. Vervolgens, in anafase I, scheiden homologe chromosomen zich naar tegenovergestelde polen van de cel. Telofase I voltooit de eerste deling van meiose, wat resulteert in de vorming van twee dochtercellen. Elk chromosoom daarin blijft nog steeds verdubbeld (dat wil zeggen, het bestaat uit twee zusterchromatiden).

Na. telofase I begint de tweede ipterfase. Het duurt erg kort, omdat er geen DNA-synthese in plaatsvindt.

Tweede divisie van meiose. Meiose II begint met profase II. Twee dochtercellen die in telofase I zijn ontstaan, beginnen met deling vergelijkbaar met mitose: de nucleoli en kernmembranen worden vernietigd, spindelfilamenten verschijnen, met een uiteinde bevestigd aan de centromeren. In metafase II liggen de chromosomen langs de evenaar van de spil. In anafase II delen de centromeren zich en bewegen de chromatiden naar de polen van de cel.

In telofase II vormt zich een kernmembraan rond de kern, die nu een enkele (haploïde) set chromosomen bevat, en het cytoplasma scheidt. Het reductieproces van de vorming van kiemcellen eindigt met de creatie van vier haploïde cellen - gameten.

Als gevolg van meiose verschijnen vier cellen met een haploïde set chromosomen uit één cel.

Het proces van vorming van mannelijke geslachtscellen (spermatozoa) wordt spermatogenese genoemd (Griekse spermatos - "zaad" en genese - "opkomst", "oorsprong"), vrouwelijke geslachtscellen (eieren) - oögenese.

Meiose komt voor in de levenscycli van heel veel organismen en is van groot belang in de levende wereld. In het proces van meiose (in tegenstelling tot mitose), worden dochtercellen gevormd die half zoveel chromosomen bevatten als de oudercellen. Door de interactie van chromosomen die afkomstig zijn van de vader en de moeder, krijgt het nageslacht echter kwalitatief nieuwe, unieke eigenschappen door de recombinatie van genen in de chromosomen. De opkomst van veel nieuwe combinaties van genen vergroot het vermogen van de soort om zich aan te passen aan veranderende omgevingsomstandigheden, wat een belangrijke rol speelt in de evolutie. Overweeg in de figuur zorgvuldig hoe de chromosomen zijn gerangschikt en hoe ze uiteenlopen in de fasen van meiose. Geef commentaar op de verandering in de eigenschappen van homologe chromosomen die optraden als gevolg van hun kruising.

jaar 2013

Instructies voor het voltooien van de taak

Bij het vak "Fundamentals of Life Safety" krijg je taken aangeboden die voldoen aan de minimale kenniseisen van afgestudeerden van de basisschool.

Opdrachten worden gepresenteerd in de vorm van onvoltooide uitspraken, die, wanneer voltooid, waar of onwaar kunnen zijn.

Goedkeuringen worden weergegeven in:

In een gesloten vorm, dat wil zeggen, met voorgestelde voltooiingsopties, moet u bij het uitvoeren van deze taken de juiste voltooiing kiezen uit de 4 voorgestelde opties. Onder hen zijn zowel juiste als onjuiste aanvullingen, evenals gedeeltelijk overeenkomend met de betekenis van de verklaring. Slechts één is correct - degene die het meest overeenkomt met de betekenis van de verklaring. De geselecteerde opties worden gemarkeerd door het overeenkomstige vakje op het antwoordblad door te strepen: “a”, “b”, “c” of “d”;

Open formulier, dat wil zeggen, zonder de voorgestelde voltooiingsopties. Bij het voltooien van deze taak moet u zelfstandig een woord kiezen dat, het invullen van de verklaring, een ware verklaring vormt. Het geselecteerde woord past in de juiste kolom van het antwoordblad;

Een formulier waarbij de volgorde van de bij u bekende richtingen, systemen, kenmerken, indicatoren, maten wordt bepaald. De geselecteerde optie wordt gemarkeerd door het overeenkomstige vakje op het antwoordblad door te strepen: “a”, “b”, c” of “d”.

Inschrijvingen moeten leesbaar zijn.

Lees de vragen en mogelijke antwoorden goed door. Probeer niet te raden, maar motiveer je keuze logisch. Sla onbekende taken over in plaats van ze af te werken met giswerk. Dit bespaart tijd voor andere taken. Later kunt u terugkeren naar de gemiste taak. De tijd voor het voltooien van taken is 90 minuten.

1. Je bent in een bos waar brand is uitgebroken. Bepaal de volgorde van acties.

1) verlaat snel het bos in de richting van de wind

2) bepaal de richting van de branduitbreiding

3) kies een uitgangsroute van het bos naar een veilige plek

4) bepaal de richting van de wind

a) 4, 2, 3, 1

b) 1, 2, 3, 4

in) 3, 2, 4, 1

G) 2, 1, 4, 3

2. Maak de stelling af door het juiste woord op het antwoordblad te schrijven.

... - een orgaan van het menselijk lichaam waarin bloed van veneuze in arteriële verandert.

3. Bepaal wat u moet doen na het melden van een ongeval in een chemische fabriek in de buurt van uw huis. Je hebt geen individuele fondsen bescherming, beschutting en de mogelijkheid om de ongevalszone te verlaten:

1) zet de radio, tv aan, luister naar informatie

2) sluit de toegangsdeuren met een dikke doek

3) sluit alle ramen en deuren goed af

4) om de woning te verzegelen

a) 1, 2, 3, 4

b) 2, 1, 3, 4

in) 4, 2, 1, 3

G) 3, 2, 1, 4

4. Kernwapens zijn:

a) precisie aanvalswapens gebaseerd op het gebruik van ioniserende straling wanneer een nucleaire lading explodeert in de lucht, op de grond (op het water) of ondergronds (onder water)

b) massavernietigingswapens of explosieve actie, gebaseerd op het gebruik van lichtstraling als gevolg van een grote stroom stralingsenergie die voortkomt uit de explosie, waaronder ultraviolette, zichtbare en infrarode stralen

in) explosieve massavernietigingswapens op basis van het gebruik van intranucleaire energie

G) spontane transformatie van onstabiele atoomkernen in kernen van andere elementen, vergezeld van de emissie van nucleaire straling

5. Eenmaal in de zone van chemische besmetting rook je bittere amandelen. Wat is deze giftige stof?

a) mosterdgas

b) sarin

in) blauwzuur

G) fosgeen

6. Bij gelijktijdige besmetting met radioactieve, giftige stoffen en bacteriële (biologische) agentia wordt allereerst geneutraliseerd:

a) giftige stoffen, en dan radioactieve stoffen en bacteriële (biologische) agentia

b) radioactieve stoffen en bacteriële (biologische) agentia, en dan giftige stoffen

in) bacteriële agentia, en vervolgens radioactieve en giftige stoffen

G) radioactieve stoffen, en dan bacterieel en giftig

7. Maak de stelling af door het juiste woord op het antwoordblad te schrijven.

De toestand van diepe depressie van het centrale zenuwstelsel, waarbij het bewustzijn en de reactie op externe prikkels verloren gaan, er is een stoornis in de regulatie van vitale lichaamsfuncties, wordt genoemd ...

8. Bepaal de juiste volgorde van eerste hulp bij gesloten fracturen:

a) stop het bloeden, breng een steriel verband aan, geef een verdoving, immobiliseer het ledemaat, breng het slachtoffer naar een medische faciliteit

b) leg een strak verband op de plaats van de breuk, geef pijnstillers, breng het slachtoffer naar een medische faciliteit

in) een verdoving geven, immobiliseren, het slachtoffer afleveren bij een medische instelling

G) immobilisatie uitvoeren, koude aanbrengen op de plaats van de fractuur, het slachtoffer afleveren bij een medische instelling;

9. Maak de stelling af door de juiste definitie op het antwoordblad te schrijven.

Herstel of tijdelijke vervanging van aangetaste of verloren geraakte vitale functies van het lichaam met behulp van bepaalde invloeden van buitenaf heet ...

10. Maak de stelling af door het juiste woord op het antwoordblad te schrijven.

Een formatie waarin de militairen zich achter elkaar bevinden en de eenheden (voertuigen) - de een na de ander op door de commandant vastgestelde afstanden, wordt genoemd ...

11. De strijd van de Russische troepen onder leiding van Alexander Nevsky met de ridders van de Lijflandse Orde op het ijs van het Peipusmeer vond plaats in ... jaar.

a) 1242 b) 1380 in) 1223 G) 1283

12. Giftige stoffen (OS) die acute verbranding van de ademhalingsorganen, gezichtsvermogen, tranenvloed, hoesten, ademhalingsmoeilijkheden veroorzaken, behoren tot de OV:

a) algemeen giftig

b) psychochemisch

in) vervelend

G) zenuwgas

13. Maak de stelling af door het juiste woord op het antwoordblad te schrijven.

Mechanische mengsels van ijzeroxiden met aluminium die ontbranden door een speciaal ontstekingsapparaat, verbranden in afwezigheid van zuurstof en temperaturen tot 3000 ° C creëren, worden genoemd. . .

14. De fysieke en mentale toestand van het menselijk lichaam, dat zich in omstandigheden van sociaal en ecologisch welzijn bevindt, waarin het hoge prestaties levert en voldoening voelt door zijn levensactiviteit, wordt genoemd:

a) geluk

b) welzijn

in) tevredenheid

G) Gezondheid

15. Maak de stelling af door het juiste woord op het antwoordblad te schrijven.

a) afval, papier

b) benzine, kerosine

in) houten gebouwen

b) chloor-

in) fosgeen

G) ammoniak

25. Er is een ammoniaklek opgetreden tijdens een ongeval in een chemisch gevaarlijke faciliteit. Je woont op de vierde verdieping van een gebouw van negen verdiepingen. Wat gaat u doen als uw huis zich in de infectiezone bevindt?

a) blijf in je appartement

b) verstoppen in de kelder van een gebouw

in) ga naar de bovenste verdieping

G) ventileer de kamer en blijf in uw appartement

26. Tijdens een ongeval in een chemisch gevaarlijke faciliteit lekte chloor. Je bevindt je misschien in de infectiezone, je woont op de eerste verdieping van een gebouw van negen verdiepingen. Hoe ga je het doen?

a) verstoppen in de kelder van een gebouw

b) ga naar de bovenste verdieping

in) blijf in je appartement

G) verlaat je appartement en ga naar de eerste verdieping

27. Een explosief mengsel bestaande uit aardolieproducten en toevoegingen van magnesiumpoeder (aluminium), vloeibaar asfalt en zware oliën is:

a) napalm-

b) thermiet mengsels

in) brandgevaarlijk mengsel "Electron"

G) pyrogels

28. Eencellige niet-nucleaire organismen die heterotrofen zijn die infectieziekten veroorzaken, worden pathogenen genoemd:

a) paddestoelen

b) virussen

in) protozoa

G) bacteriën

29. Vul de stelling aan door de juiste definitie op het antwoordblad te schrijven.

De schadelijke factor van kernwapens, die aanzienlijke vernietiging van materiële objecten veroorzaakt en mechanisch de mankracht van de vijand vernietigt, wordt genoemd ....

30. Zoek tussen de namen van groepen organismen die hieronder worden vermeld en individuele organismen een die infectieziekten kan veroorzaken:

a) insecten

b) knaagdieren

in) amfibieën

G) eencellige schimmels

31. Welk GO-signaal betekent het gehuil van een sirene, intermitterende pieptonen van bedrijven en voertuigen?

a) Luchtaanval

b) stralingsgevaar

in) Iedereen opgelet

G) chemisch gevaar

32. Zoek tussen de vermelde namen van ziekten een die niet besmettelijk is:

a) cholera

b) tetanus

in) Hepatitis A

G) pediculosis

33. Kies uit het volgende één reden voor een gedwongen autonoom bestaan ​​in natuurlijke omstandigheden:

a) gebrek aan communicatie

b) voortijdige registratie van de toeristengroep voordat u op de route gaat

in) grote bosbrand

G) kompas verlies

34. Geef het aantal uitgroeiingen van het gasmasker met gecombineerde armen aan.

a) 3 b) 4 in) 5 G) 6

35. Het lagedrukgebied in de atmosfeer is:

a) tornado b) cycloon in) storm G) anticycloon

36. Wat is het verschil tussen bacteriologische wapens en? chemische wapens massale vernietiging?

37. Definieer wat een noodgeval is.

38. Beschrijf de procedure voor het opzetten van een gasmasker.

39. Noem de afmetingen van de OZK.

40. Noem de gebouwen die zich in het asiel bevinden.