Човешкото тяло като биологична система. Организмът като биологична система
тяло като биологична система
3.2. Размножаване на организмите, неговото значение. Начини на размножаване, прилики и разлики между полово и безполово размножаване. Използването на сексуално и безполово размножаване в човешката практика. Ролята на мейозата и оплождането за осигуряване на постоянството на броя на хромозомите в поколенията. Приложение на изкуственото осеменяване при растения и животни
безполово размножаване, вегетативно размножаване, хермафродитизъм, зигота, онтогенеза, оплождане, партеногенеза, полово размножаване, пъпкуване, спора.
размножаване в органичния свят.Способността за възпроизвеждане е една от най-важните характеристикиживот. Тази способност вече е очевидна в молекулярно нивоживот. Вирусите, прониквайки в клетките на други организми, възпроизвеждат тяхната ДНК или РНК и по този начин се размножават. размножаване- това е възпроизвеждането на генетично подобни индивиди от даден вид, осигуряващи непрекъснатост и непрекъснатост на живота.
Има следните форми на възпроизвеждане:
Безполово размножаване. Тази форма на размножаване е характерна както за едноклетъчните, така и за многоклетъчните организми. Безполовото размножаване обаче е най-разпространено в царствата Бактерии, Растения и Гъби. В царството Сред животните по този начин се размножават предимно протозои и чревни кухини.
Има няколко начина за безполово размножаване:
– Просто разделяне на майчината клетка на две или повече клетки. Така се размножават всички бактерии и протозои.
- Вегетативното размножаване по части на тялото е характерно за многоклетъчните организми - растения, гъби, кишечнополостни, някои червеи. Растенията могат да се размножават вегетативно чрез резници, наслояване, кореново потомство и други части на тялото.
- Пъпкуване - един от вариантите за вегетативно размножаване е характерен за дрождите и чревните многоклетъчни животни.
– Митотичната спорулация е често срещана сред бактериите, водораслите и някои протозои.
Безполовото размножаване обикновено осигурява увеличаване на броя на генетично хомогенното потомство, така че често се използва от селекционерите на растения за запазване полезни свойстваразновидности.
полово размножаване Процес, при който се комбинира генетична информация от два индивида. Комбинирането на генетична информация може да възникне, когато конюгация (временно свързване на индивиди за обмен на информация, както се случва при ресничките) и копулация (сливане на индивиди за оплождане)при едноклетъчни животни, както и при оплождане при представители на различни царства. Специален случай на половото размножаване е партеногенезапри някои животни (листни въшки, търтееви пчели). В този случай нов организъм се развива от неоплодено яйце, но преди това винаги се образуват гамети.
Полово размножаване в покритосеменни растениявъзниква чрез двойно оплождане. Факт е, че в прашника на цветето се образуват хаплоидни поленови зърна. Ядрата на тези зърна се делят на две - генеративни и вегетативни. Попаднало върху близалцето на плодника, поленовото зърно покълва, образувайки поленова тръба. Генеративното ядро се разделя отново, образувайки два сперматозоида. Едното от тях, прониквайки в яйчника, опложда яйцеклетката, а другото се слива с двете полярни ядра на двете централни клетки на ембриона, образувайки триплоиден ендосперм.
По време на половото размножаване индивиди от различен пол образуват гамети. Женските произвеждат яйца, мъжете произвеждат сперма, а двуполовите индивиди (хермафродити) произвеждат както яйца, така и сперма. При повечето водорасли две еднакви зародишни клетки се сливат. Сливането на хаплоидни гамети води до оплождане и образуване на диплоидна зигота. Зиготата се развива в нов индивид.
Всичко по-горе е вярно само за еукариотите. Прокариотите също имат сексуално размножаване, но това се случва по различен начин.
Така по време на половото размножаване геномите на два различни индивида от един и същи вид се смесват. Потомците носят нови генетични комбинации, които ги отличават от техните родители и един от друг. Различни комбинации от гени, които се появяват в потомството под формата на нови черти, представляващи интерес за хората, се избират от животновъдите за разработване на нови породи животни или сортове растения. В някои случаи се използва изкуствено осеменяване. Това се прави както с цел получаване на потомство с желаните свойства, така и с цел преодоляване на бездетността на някои жени.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ Част АA1. Основните разлики между сексуалното и безполовото размножаване са, че сексуалното размножаване:
1) възниква само при висши организми
2) тази адаптация към неблагоприятни условия на околната среда
3) осигурява комбинирана променливост на организмите
4) осигурява генетичното постоянство на вида
A2. Колко сперматозоида се образуват в резултат на сперматогенезата от две първични зародишни клетки?
1) осем 2) две 3) шест 4) четири
A3. Разликата между оогенезата и сперматогенезата е, че:
1) четири еквивалентни гамети се образуват в оогенезата и една в сперматогенезата
2) яйцата съдържат повече хромозоми от сперматозоидите
3) в оогенезата се образува една пълноценна гамета, а в сперматогенезата - четири
4) оогенезата се извършва с едно делене на първичната зародишна клетка, а сперматогенезата - с две
A4. Колко деления на оригиналната клетка се случват по време на гаметогенезата
1) 2 2) 1 3) 3 4) 4
A5. Броят на зародишните клетки, образувани в тялото, най-вероятно може да зависи от
1) запас хранителни веществав клетка
2) възрастта на индивида
3) съотношението на мъжете и жените в населението
4) вероятността за среща на гамети помежду си
A6. Безполовото размножаване доминира в жизнения цикъл
1) хидри 3) акули
A7. Гамети в папратите се образуват
1) в спорангиите 3) върху листата
2) върху растежа 4) в спорове
A8. Ако диплоидният набор от хромозоми на пчелите е 32, тогава 16 хромозоми ще се съдържат в соматичните клетки
1) пчелна майка
2) пчела работничка
3) дронове
4) всички изброени лица
A9. Ендоспермът в цъфтящите растения се образува чрез сливане
1) сперматозоиди и яйцеклетки
2) две сперматозоиди и яйцеклетка
3) полярно ядро и сперма
4) две полярни ядра и сперматозоиди
A10. Двойно оплождане се случва в
1) мъх от кукувич лен 3) лечебна лайка
2) папрат папрат 4) обикновен бор
Част БВ 1. Изберете правилните твърдения
1) Образуването на гамети в растенията и животните става по един механизъм
2) Всички видове животни имат яйца с еднакъв размер
3) Спорите на папрата се образуват в резултат на мейозата
4) От един овоцит се образуват 4 яйцеклетки
5) Яйцеклетката на покритосеменно растение се опложда от два сперматозоида
6) Ендоспермът на покритосеменните е триплоиден.
НА 2. Установете съответствие между формите на възпроизвеждане и техните характеристики
VZ. Задайте правилната последователност от събития, които се случват по време на двойното торене на цъфтящи растения.
А) оплождане на яйцеклетката и централната клетка
Б) образуване на поленова тръба
Б) опрашване
Г) образуването на два сперматозоида
Г) развитие на ембриона и ендосперма
Част ВC1. Защо ендоспермът на покритосеменните е триплоиден, докато останалите клетки са диплоидни?
C2. Открийте грешките в дадения текст, посочете номерата на изреченията, в които са допуснати, и ги поправете. 1) В прашниците на покритосеменните растения се образуват диплоидни поленови зърна. 2) Ядрото на поленовото зърно се разделя на две ядра: вегетативно и генеративно. 3) Поленовото зърно попада върху близалцето на плодника и покълва към яйчника. 4) В поленовата тръба се образуват два сперматозоида от вегетативното ядро. 5) Един от тях се слива с ядрото на яйцето, образувайки триплоидна зигота. 6) Друг сперматозоид се слива с ядрата на централните клетки, образувайки ендосперма.
3.3. Онтогенезата и присъщите й закономерности. Специализация на клетките, образуване на тъкани, органи. Ембрионално и постембрионално развитие на организмите. Жизнени цикли и смяна на поколенията. Причини за нарушено развитие на организмите
Онтогенеза. Онтогенеза - това е индивидуалното развитие на организма от момента на образуване на зиготата до смъртта. В хода на онтогенезата се проявява закономерна промяна на фенотипите, характерни за даден вид. Разграничете непрякИ правонтогенезата. непряко развитие(метаморфоза) се случва в плоски червеи, миди, насекоми, риби, земноводни. Техните ембриони преминават през няколко етапа в развитието си, включително стадия на ларвите. директно развитиепротича в неларвна или вътрематочна форма. Включва всички форми на яйцевидно раждане, развитието на ембрионите на влечуги, птици и яйценосни бозайници, както и развитието на някои безгръбначни (правокрили, паякообразни и др.). Вътрематочно развитиесреща се при бозайници, включително хора. IN онтогенезаразграничават два периода ембрионален - от образуването на зигота до освобождаване от мембраните на яйцеклетката и постембрионален от момента на раждането до смъртта. Ембрионален периодМногоклетъчният организъм се състои от следващи етапи: зиготи; бластула- етапи на развитие на многоклетъчен ембрион след раздробяване на зиготата. Зиготата в процеса на бластулация не се увеличава по размер, броят на клетките, от които се състои, се увеличава; етапи на образуване на еднослоен ембрион, покрит бластодермияи образуването на първичната телесна кухина - бластоцеле; гаструли- етапи на образуване на зародишните слоеве - ектодерма, ендодерма (при двуслойни кишечнополостни и гъби) и мезодерма (при трислойни при други многоклетъчни животни). При чревните животни на този етап се образуват специализирани клетки като жилещи, генитални, кожно-мускулни и др. Процесът на образуване на гаструла се нарича гаструлация.
Нейрула- Етапи на полагане на отделни органи.
Хисто- и органогенеза- етапи на поява на специфични функционални, морфологични и биохимични различия между отделните клетки и части развиващ се плод. При гръбначните животни в органогенезата е възможно да се разграничат:
а) неврогенеза - процесът на образуване на невралната тръба (мозък и гръбначен мозък) от ектодермален зародишен слой, както и кожата, органи на зрението и слуха;
б) хордогенеза - процесът на образуване от мезодермаакорди, мускули, бъбреци, скелет, кръвоносни съдове;
в) процесът на образуване от ендодермачервата и свързаните с тях органи - черен дроб, панкреас, бели дробове. Последователното развитие на тъканите и органите, тяхната диференциация се дължи на ембрионална индукция- влиянието на някои части на ембриона върху развитието на други части. Това се дължи на активността на протеините, които са включени в работата на определени етапи от развитието на ембриона. Протеините регулират активността на гените, които определят характеристиките на организма. Така става ясно защо признаците на даден организъм се появяват постепенно. Всички гени никога не работят заедно. В определен момент работят само част от гените.
Постембрионален период се разделя на следните стъпки:
- постембрионален (преди пубертета);
- период на пубертет (изпълнение на репродуктивни функции);
- стареене и смърт.
При хората началният етап на постембрионалния период се характеризира с интензивен растеж на органи и части на тялото в съответствие с установените пропорции. Като цяло постембрионалният период на човек се разделя на следните периоди:
- кърмачета (от раждането до 4 седмици);
- гърди (от 4 седмици до една година);
- предучилищна (яслена, средна, старша);
- училище (ранно, тийнейджърско);
- репродуктивни (млади до 45 години, зрели до 65 години);
- пострепродуктивни (възрастни до 75 години и сенилни - след 75 години).
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИЧастАA1. Двуслойната структура на потока е характерна за
1) анелиди 3) кишечнополостни
2) насекоми 4) протозои
A2. няма мезодерма
1) земен червей 3) коралов полип
A3. Директното развитие се случва в
1) жаби 2) скакалци 3) мухи 4) пчели
A4. В резултат на разцепване на зиготата, a
1) гаструла 3) неврула
2) бластула 4) мезодерма
A5. Развива се от ендодермата
1) аорта 2) мозък 3) бели дробове 4) кожа
A6. На етапа се залагат отделни органи на многоклетъчен организъм
1) бластула 3) оплождане
2) гаструла 4) неврула
A7. Бластулацията е
1) клетъчен растеж
2) многократно смачкване на зиготата
3) клетъчно делене
4) увеличаване на размера на зиготата
A8. Гаструлата на кучешкия ембрион е:
1) ембрион с оформена неврална тръба
2) многоклетъчен еднослоен ембрион с телесна кухина
3) многоклетъчен трислоен ембрион с телесна кухина
4) многоклетъчен двуслоен ембрион
A9. Диференциацията на клетки, органи и тъкани възниква в резултат на
1) действията на определени гени в определено време
2) едновременно действие на всички гени
3) гаструлация и бластулация
4) развитие на определени органи
A10. Какъв етап ембрионално развитиегръбначните животни е представено от много неспециализирани клетки?
1) бластула 3) ранна неврула
2) гаструла 4) късна неврула
Част БВ 1. Кое от следните се отнася до ембриогенезата?
1) оплождане 4) сперматогенеза
2) гаструлация 5) смачкване
3) неврогенеза 6) оогенеза
НА 2. Изберете характеристиките, характерни за бластулата
1) ембрион, в който се образува хорда
2) многоклетъчен ембрион с телесна кухина
3) ембрион, състоящ се от 32 клетки
4) трислоен ембрион
5) еднослоен ембрион с телесна кухина
6) ембрион, състоящ се от един слой клетки
VZ. Свържете органите на многоклетъчния ембрион със зародишните слоеве, от които са образувани тези органи.
ЧастСЪСC1. Дайте примери за пряко и непряко постембрионално развитие на примера на насекомите.
3.4. Генетика, нейните задачи. Наследствеността и изменчивостта са свойства на организмите. Основни генетични понятия
алелни гени, анализиращо кръстосване, генно взаимодействие, ген, генотип, хетерозиготност, хипотеза за чистота на гаметите, хомозиготност, дихибридно кръстосване, закони на Г. Мендел, количествени признаци, кръстосване, летални, множество алели, монохибридно кръстосване, независимо унаследяване, непълно доминиране, правило за еднородност, разделяне, фенотип, цитологични основи на законите на Мендел.
Генетика- наука за наследствеността и изменчивостта на организмите. Тези две свойства са неразривно свързани помежду си, въпреки че имат противоположни посоки. Наследствеността включва запазването на информацията, а променливостта променя тази информация. Наследственост- това е свойството на организма да повтаря своите признаци и характеристики на своето развитие в редица поколения. Изменчивостта е свойството на организмите да променят своите характеристики под въздействието на външната или вътрешната среда, както и в резултат на нови генетични комбинации, възникващи по време на половото размножаване. Ролята на изменчивостта се състои в това, че тя "доставя" нови генетични комбинации, които са подчинени на действието на естествения отбор, а наследствеността запазва тези комбинации.
Основните генетични концепции включват следното:
ген- участък от ДНК молекула, който кодира информация за последователността на аминокиселините в една протеинова молекула.
алел- двойка гени, отговорни за алтернативно (различно) проявление на същия признак. Например два алелни гена, разположени в едни и същи локуси (места) на хомоложни хромозоми, са отговорни за цвета на очите. Само един от тях може да бъде отговорен за развитието на кафяви очи, а другият за развитието сини очи. В случай, че и двата гена са отговорни за едно и също развитие на черта, те говорят за хомозиготентяло от дадена функция. Ако алелните гени определят различното развитие на даден признак, те говорят за хетерозиготнитяло.
Алелните гени могат да бъдат доминантен които потискат алтернативния ген и рецесивен , потиснат.
Съвкупността от гени на даден организъм се нарича генотипна този организъм. Генотипът на организма се описва с думите - "хомозиготен" или "хетерозиготен". Въпреки това, не всички гени се експресират. Съвкупността от външни характеристики на организма се нарича негов фенотип. Кафяви очи, пълни, високи е начин за описване на фенотипа на организма. Те също така говорят за доминиращ или рецесивен фенотип.
Генетиката изучава моделите на наследяване на черти. Основният метод на генетиката е хибридологичният метод или кръстосването. Този метод е разработен от австрийския учен Грегор Мендел през 1865 г.
Развитието на генетиката доведе до развитието на много научни направленияи преди всичко еволюционната доктрина, растениевъдството и животновъдството, медицината, биотехнологиите, фармакологията и др.
В началото на XX и XXI векдешифрира човешкия геном. Учените бяха изумени, че имаме само 35 000 гена, а не 100 000, както се смяташе досега. При кръгъл червей 19 хил. гена, горчицата има 25 хил. Разликите между хората и шимпанзетата са 1% от гените, а при мишката - 10%. Човекът също е наследил гени, които са на 3 милиарда години, и относително млади гени.
Какво дава на науката разчитането на генома? На първо място, това знание позволява целенасочено генетично изследване за идентифициране както на патологични, така и на необходими, полезни гени. Учените не оставят надежда за излекуване на хората от такива болести като рак и СПИН, диабет и др. Не оставят и надежда за преодоляване на старостта, преждевременната смъртност и много други проблеми на човечеството.
3.5. Модели на наследственост, тяхната цитологична основа. Моно- и дихибридно кръстосване. Модели на наследяване, установени от Г. Мендел. Свързано наследяване на признаци, нарушение на връзката на гените. Законите на Т. Морган. Хромозомна теория на наследствеността. Секс генетика. Унаследяване на белези, свързани с пола. Генотипът като цялостна система. Развитие на знанията за генотипа. Човешкият геном. Взаимодействие на гените. Решение на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за кръстосване. Законите на Г. Мендел и техните цитологични основи
Термини и понятия, тествани в изпитната работа: алелни гени, анализиращо кръстосване, ген, генотип, хетерозиготност, хипотеза за чистота на гаметите, хомозиготност, дихибридно кръстосване, закони на Мендел, монохибридно кръстосване, морганид, наследственост, независимо наследство, непълно доминиране, правило за еднородност, разделяне, фенотип, хромозомна теория на наследствеността, цитологично основава законите на Мендел.
Успехът на работата на Грегор Мендел се дължи на факта, че той правилно избра обекта на изследване и спазва принципите, които станаха основа на хибридологичния метод:
1. Обект на изследването са грахови растения от същия вид.
2. Опитните растения ясно се различават по своите характеристики - високи - ниски, с жълти и зелени семена, с гладки и набръчкани семена.
3. Първото поколение от оригиналните родителски форми винаги е било едно и също. Високите родители дадоха високо потомство, ниските родители дадоха малки растения. Така първоначалните сортове са били така наречените "чисти линии".
4. Г. Мендел води количествена сметка на потомците от второто и следващите поколения, при които се наблюдава разцепване на чертите.
Законите на Г. Мендел описват естеството на наследяването на индивидуалните черти в продължение на няколко поколения.
Първият закон на Мендел или правилото за еднаквост. Законът е получен въз основа на статистически данни, получени от Г. Мендел при кръстосване различни сортовеграх, който имаше ясни алтернативни разлики в следните характеристики:
– форма на семето (кръгла / некръгла);
- цвят на семето (жълто / зелено);
– семенна обвивка (гладка/набръчкана) и др.
При кръстосването на растения с жълти и зелени семена Мендел установява, че всички хибриди от първото поколение са с жълти семена. Той нарече тази черта доминираща. Белегът, който определя зеления цвят на семената, се нарича рецесивен (отдръпващ се, потиснат).
Тъй като изпитната работа изисква студентите да могат правилно да съставят бележки при решаване на генетични проблеми, ще покажем пример за такъв запис.
1. Въз основа на получените резултати и техния анализ Мендел формулира своята първи закон. При кръстосване на хомозиготни индивиди, които се различават по една или повече двойки алтернативни признаци, всички хибриди от първото поколение ще бъдат еднакви по тези признаци и подобни на родителя с доминантен признак.
Кога непълно господствосамо 25% от индивидите са фенотипно подобни на родител с доминантна черта и 25% от индивидите ще бъдат подобни на фенотип рецесивен родител. Останалите 50% от хетерозиготите ще бъдат фенотипно различни от тях. Например, от червеноцветни и бели цветя snapdragon в потомството, 25% от индивидите са червени, 25% са бели и 50% са розови.
2. Да се идентифицира хетерозиготността на индивида за определен алел, т.е. използва се наличието на рецесивен ген в генотипа анализиращ кръст. За тази цел индивид с доминантна черта (AA? или Aa?) се кръстосва с индивид, хомозиготен за рецесивния алел. В случай на хетерозиготност на индивид с доминантна черта, разделянето в потомството ще бъде 1: 1
АА? аа > 100% Аа
а? аа > 50% Аа и 50% аа
Втори закон на Мендел или закон на разделяне. При кръстосване на хетерозиготни хибриди от първо поколение един с друг, във второто поколение се открива разделяне според този признак. Това разделяне е от естествен статистически характер: 3:1 по отношение на фенотипа и 1:2:1 по отношение на генотипа. При кръстосване на форми с жълти и зелени семена, в съответствие с втория закон на Мендел, се получават следните резултати от кръстосването.
Семената се появяват с жълт и зелен цвят.
Третият закон на Мендел или законът за независимото наследяване при дихибридно (полихибридно) кръстосване. Този закон е получен въз основа на анализ на резултатите, получени от кръстосването на индивиди, които се различават по две двойки алтернативни признаци. Например: растение, което дава жълто, гладкосемената се кръстосват с растение, което произвежда зелено, набръчкани семена.
За допълнителни обозначения се използва решетката на Punnett:
Във второто поколение могат да се появят 4 фенотипа в съотношение 9:3:3:1 и 9 генотипа.
В резултат на анализа се оказа, че гените на различни алелни двойки и съответните им признаци се предават независимо един от друг. Този закон е правилен:
– за диплоидни организми;
– за гени, разположени на различни хомоложни хромозоми;
- с независимо разминаване на хомоложни хромозоми в мейозата и тяхната случайна комбинация по време на оплождането.
Тези условия са цитологичната основа на дихибридното кръстосване.
Същите модели важат и за полихибридните кръстоски.
В опитите на Мендел е установена дискретност (прекъснатост) на наследствения материал, което по-късно води до откриването на гените като елементарни материални носители на наследствена информация.
В съответствие с хипотезата за чистотата на гаметите само една от хомоложните хромозоми на дадена двойка винаги е в норма в спермата или яйцеклетката. Ето защо по време на оплождането се възстановява диплоидният набор от хромозоми на даден организъм. Сплите резултат от произволна комбинация от гамети, носещи различни алели.
Тъй като събитията са случайни, моделът е статистически по природа, т.е. се определя от голям брой еднакво вероятни събития - срещи на гамети, носещи различни (или идентични) алтернативни гени.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ Част АA1. Доминантният алел е
1) двойка идентични гени
2) един от двата алелни гена
3) ген, който потиска действието на друг ген
4) репресиран ген
A2. Част от ДНК молекула се счита за ген, ако кодира информация за
1) няколко признака на тялото
2) един признак на организма
3) няколко протеина
4) tRNA молекула
A3. Ако признакът не се проявява в хибриди от първо поколение, тогава се нарича
1) алтернатива
2) доминиращ
3) не е напълно доминиращ
4) рецесивен
A4. Алелните гени се намират в
1) идентични участъци от хомоложни хромозоми
2) различни областихомоложни хромозоми
3) идентични региони на нехомоложни хромозоми
4) различни части на нехомоложни хромозоми
A5. Кой запис отразява дихетерозиготен организъм:
1) AABB 2) AaBv 3) AaBvSs 4) aaBBss
A6. Определете фенотипа на тиква с генотип CC BB, като знаете, че белият цвят доминира над жълтия, а дисковидните плодове доминират над сферичните
1) бял, сферичен 3) жълт дискоид
2) жълто, сферично 4) бяло, дисковидно
A7. Какво потомство ще се получи от кръстосването на рогата (безрога) хомозиготна крава (доминира ген B на рогат бик) с рогат бик.
3) 50% BB и 50% BB
4) 75% BB и 25% BB
A8. При хората генът за щръкнали уши (A) доминира гена за нормално сплескани уши, а генът за нечервена коса (B) доминира гена за червена коса. Какъв е генотипът на червенокоси баща с клепнали уши, ако в брак с нечервена жена с нормално клепнали уши той е имал само рижави деца с клепнали уши?
1) AABB 2) AaBB 3) AABB 4) AABB
A9. Каква е вероятността да имате синеоко (а), светлокосо (в) дете от брака на синеок, тъмнокос (В) баща и кафявоока (А), светлокоса майка , хетерозиготни за доминиращи черти?
1) 25% 2) 75% 3) 12,5% 4) 50%
A10. Вторият закон на Мендел е законът, който описва процеса
1) свързване на гени
2) взаимно влияние на гените
3) разделяне на характеристиките
4) независимо разпределение на гамети
A11. Колко вида гамети образува един организъм с генотип AABvCs
1) едно 2) две 3) три 4) четири
Част ВC1. Определете възможните генотипове на родители и пет деца, сред които деца с римски и прави носове, пълни и тънки устни, ако е известно, че мъж с римски нос и тънки устни се е оженил за момиче с римски нос и също пълни устни. Докажете отговора си, като напишете решението на задачата под формата на две кръстосани схеми. Колко кросоувър схеми могат да бъдат анализирани при решаването на този проблем?
Хромозомна теория на наследствеността.Основателят на хромозомната теория Томас Гент Морган, американски генетик, Нобелов лауреат. Морган и неговите ученици установиха, че:
- всеки ген има специфичен локус(място);
- гените в хромозомата са разположени в определена последователност;
- най-близко разположените гени на една хромозома са свързани, поради което се наследяват предимно заедно;
- групи от гени, разположени на една и съща хромозома, образуват групи за свързване;
– броят на групите за свързване е хаплоиденнабор от хромозоми в хомогаметиченлица и n+1 хетерогаметиченлица;
- между хомоложни хромозоми може да има обмен на региони ( пресичане); в резултат на кръстосването възникват гамети, чиито хромозоми съдържат нови комбинации от гени;
– честотата (в %) на кръстосване между неалелни гени е пропорционална на разстоянието между тях;
- набор от хромозоми в клетките от този тип (кариотип) е характерна черта на вида;
- честотата на кръстосване между хомоложни хромозоми зависи от разстоянието между гените, разположени на една и съща хромозома. Колкото по-голямо е това разстояние, толкова по-висока е кръстосаната честота. Една единица разстояние между гените се приема за 1 морганид (1% от кръстосването) или като процент на срещане на кръстосани индивиди. При стойност на тази стойност от 10 морганиди може да се твърди, че честотата на кръстосване на хромозоми в точките на местоположението на тези гени е 10% и че нови генетични комбинации ще бъдат разкрити в 10% от потомството.
За да се определи естеството на местоположението на гените в хромозомите и да се определи честотата на кръстосване между тях, се изграждат генетични карти. Картата отразява реда на гените на хромозомата и разстоянието между гените на същата хромозома. Тези заключения на Морган и неговите сътрудници се наричат хромозомна теория за наследствеността. Най-важните последици от тази теория са модерни идеиза гена като функционална единица на наследствеността, неговата делимост и способност за взаимодействие с други гени.
Задачите, илюстриращи хромозомната теория, са доста сложни и тромави за записване, следователно в изпитните работи на Единния държавен изпит се дават задачи за наследство, свързано с пола.
Секс генетика. Унаследяване, свързано с пола.Хромозомните комплекти на различните полове се различават по структурата на половите хромозоми. Мъжката Y хромозома не съдържа много от алелите, открити на X хромозомата. Белезите, определени от гените на половите хромозоми, се наричат свързани с пола. Естеството на наследяването зависи от разпределението на хромозомите в мейозата. При хетерогаметните полове черти, свързани с X хромозомата и без алел на Y хромозомата, се появяват дори когато генът, който определя развитието на тези черти, е рецесивен. При хората Y хромозомата се предава от баща на синовете, а X хромозомата на дъщерите. Децата получават втората хромозома от майка си. Винаги е Х хромозомата. Ако майката носи патологичен рецесивен ген на една от Х-хромозомите (например генът за цветна слепота или хемофилия), но самата тя не е болна, тогава тя е носител. Ако този ген се предава на синовете, те може да са болни от това заболяване, тъй като няма алел на Y хромозомата, който да потиска патологичния ген. Полът на организма се определя в момента на оплождането и зависи от хромозомния набор на получената зигота. При птиците женските са хетерогаметни, а мъжките са хомогаметни.
Пример за унаследяване, свързано с пола.Известно е, че при хората има няколко черти, свързани с Х хромозомата. Един от тези признаци е липсата на потни жлези. Това е рецесивна черта, ако Х-хромозомата, която носи гена, който я определя, стигне до момчето, тогава тази черта определено ще се появи в него. Ако сте чели известния роман на Патрик Зюскинд „Парфюмът“, тогава ще си спомните, че става дума за бебе, което няма мирис.
Помислете за пример за унаследяване, свързано с пола. Майката има потни жлези, но е носител на рецесивния белег - Xp X, бащата е здрав - XY. Гамети на майката - Xp, X. Гамети на баща - X, Y.
От този брак могат да се родят деца със следните генотипове и фенотипове:
Генотипът като цялостна, исторически установена система.Терминът генотип е предложен през 1909 г. от датския генетик Вилхелм Йохансен. Той също така въведе термините: ген, алел, фенотип, линия, чиста линия, популация.
Генотип е съвкупността от гени на даден организъм. Според последните данни човек има около 35 хиляди гена.
Генотипът, като единна функционална система на тялото, се е развил в процеса на еволюция. Знак за системния характер на генотипа е генно взаимодействие .
Алелните гени (по-точно техните продукти - протеини) могат да взаимодействат помежду си:
– в рамките на хромозомите– пример е пълно и непълно свързване на гени;
– върху двойка хомоложни хромозоми– примери са пълно и непълно доминиране, независима експресия на алелни гени.
Неалелните гени също могат да взаимодействат помежду си. Пример за такова взаимодействие може да бъде появата на неоплазми при кръстосване на две външно идентични форми. Например унаследяването на формата на гребена при пилетата се определя от два гена - R и P: R - гребен с форма на роза, P - гребен с форма на грах.
F1 RrPp - появата на орехов ръб при наличие на два доминантни гена;
с генотип ggrr се появява ръб с форма на лист.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ Част АA1. Колко двойки хромозоми са отговорни за унаследяването на пола при кучета, ако техният диплоиден набор е 78?
3) тридесет и шест
4) осемнадесет
A2. Свързаните модели на наследяване се отнасят до гени, разположени в
1) различни нехомоложни хромозоми
2) хомоложни хромозоми
3) в една хромозома
4) нехомоложни хромозоми
A3. Далтонист се жени за жена с нормално зрение, носител на гена за цветна слепота. Дете с какъв генотип не могат да имат?
1) X d X 2) XX 3) X d X d 4) XY
A4. Какъв е броят на групите за генно свързване, ако е известно, че диплоидният набор от хромозоми на даден организъм е 36?
1) 72 2) 36 3) 18 4) 9
A5. Честотата на кръстосване между гените K и C е 12%, между гените B и C, 18%, и между гените K и B, 24%. Какъв е вероятният ред на гените в хромозомата, ако е известно, че са свързани.
1) K-S-B 2) K-B-S 3) S-B-K 4) B-K-S
A6. Какво ще бъде разделянето по фенотип в потомството, получено от кръстосването на черен (A) космат (B) морски свинчетахетерозиготен за две черти, свързани на една и съща хромозома?
1) 1: 1 2) 2: 1 3) 3: 1 4) 9: 3: 3: 1
A7. От кръстосването на два сиви плъха, хетерозиготни по два цветни признака, са получени 16 индивида. Какво ще бъде съотношението на потомството, ако се знае, че генът С е основният ген за цвета и при него се появяват сиви, бели и черни индивиди, а вторият ген А влияе върху разпределението на пигмента. В негово присъствие се появяват сиви индивиди.
1) 9 сиви, 4 черни, 3 бели
2) 7 черни, 7 черни, 2 бели
3) 3 черни, 8 бели, 5 сиви
4) 9 сиви, 3 черни, 4 бели
A8. Двойката имаше син с хемофилия. Той пораснал и решил да се ожени за здрава жена, която не е носител на гена на хемофилията. Какви са възможните фенотипове на бъдещите деца на тази семейна двойка, ако генът е свързан с Х хромозомата?
1) всички момичета са здрави и не са носители, а момчета с хемофилия
2) всички момчета са здрави, а момичетата са хемофилици
3) половината от момичетата са болни, момчетата са здрави
4) всички момичета са носители, момчетата са здрави
ЧастСЪСC1. Направете прогноза за появата на внук с далтонизъм при мъж с далтонизъм и здрава жена, която не е носител на гена за далтонизъм, при условие че всичките му синове се женят за здрави жени, които не са носители на гена за далтонизъм, а неговият дъщерите се женят за здрави мъже. Докажете отговора си, като напишете кръстосаната схема.
3.6. Изменчивост на признаците в организмите: модификация, мутация, комбинативност. Видове мутации и техните причини. Значението на променливостта в живота на организмите и в еволюцията. скорост на реакция
Основните термини и понятия, тествани в изпитната работа: близначен метод, генеалогичен метод, генни мутации, геномни мутации, генотипна вариабилност, закон на хомоложните серии на наследствена вариабилност, комбинирана вариабилност, модификационна вариабилност, мутации, ненаследствена вариабилност, полиплоидия, Rh фактор, родословие, синдром на Даун, хромозомни мутации, цитогенетичен метод.
3.6.1. Изменчивост, нейните видове и биологично значение
Променливост- това е общо свойство на живите системи, свързано с промени във фенотипа и генотипа, които настъпват под въздействието на външната среда или в резултат на промени в наследствения материал. Разграничете ненаследствената и наследствената променливост.
Ненаследствена изменчивост . Ненаследствено или групово (дефинирано), или модификационна променливост- това са промени във фенотипа под влияние на условията на околната среда. Модификационната променливост не засяга генотипа на индивидите. Генотипът, оставайки непроменен, определя границите, в които фенотипът може да се променя. Тези граници, т.е. възможности за фенотипно проявление на даден признак се наричат скорост на реакция И наследени. Нормата на реакцията определя границите, в които определена характеристика може да се промени. Разни знациимат различна норма на реакция - широка или тясна. Така например признаци като кръвна група, цвят на очите не се променят. Формата на окото на бозайника се променя незначително и има тясна скорост на реакция. Млечността на кравите може да варира в доста широки граници в зависимост от условията на породата. Други количествени характеристики също могат да имат широка скорост на реакция - растеж, размер на листата, брой зърна на кочан и др. Колкото по-широка е степента на реакция, толкова повече възможности има индивидът да се адаптира към условията на околната среда. Ето защо има повече индивиди със средно изразена черта, отколкото индивиди с екстремни изрази. Това е добре илюстрирано от такъв пример като броя на джуджетата и гигантите при хората. Те са малко, докато хората с ръст от порядъка на 160-180 см са хиляди пъти повече.
Фенотипните прояви на даден признак се влияят от кумулативното взаимодействие на гените и условията на околната среда. Модификационните промени не се наследяват, но не е задължително да имат групов характер и не винаги се проявяват при всички индивиди от един вид при еднакви условия на околната среда. Модификациите гарантират, че индивидът е адаптиран към тези условия.
наследствена изменчивост (комбинативни, мутационни, неопределени).
Променливост на комбинацията възниква по време на половия процес в резултат на нови комбинации от гени, които възникват по време на оплождане, кросинговър, конюгация, т.е. в процеси, придружени от рекомбинации (преразпределение и нови комбинации) на гени. В резултат на комбинираната изменчивост възникват организми, които се различават от своите родители по генотипове и фенотипове. Някои комбинирани промени могат да бъдат пагубни за индивида. За видовете комбинираните промени като цяло са полезни, т.к. водят до генотипно и фенотипно разнообразие. Това допринася за оцеляването на видовете и техния еволюционен напредък.
Мутационна изменчивост свързани с промени в последователността на нуклеотидите в ДНК молекулите, делеции и вмъквания на големи участъци в ДНК молекули, промени в броя на ДНК молекулите (хромозоми). Такива промени се наричат мутации. Мутациите се предават по наследство.
Мутациите включват:
– генетични- причиняване на промени в последователността на ДНК нуклеотидите в определен ген и следователно в иРНК и протеина, кодиран от този ген. Генните мутации са доминантни и рецесивни. Те могат да доведат до появата на признаци, които подпомагат или потискат жизнената дейност на организма;
– генеративенмутациите засягат зародишните клетки и се предават по време на половото размножаване;
– соматичнимутациите не засягат зародишните клетки и не се унаследяват при животните, докато при растенията се унаследяват по време на вегетативното размножаване;
– геномнамутациите (полиплоидия и хетероплоидия) са свързани с промяна в броя на хромозомите в клетъчния кариотип;
– хромозомнамутациите са свързани с пренареждане на структурата на хромозомите, промяна в позицията на техните участъци в резултат на прекъсвания, загуба на отделни участъци и др.
Най-често срещаните генни мутации, в резултат на които се получава промяна, загуба или вмъкване на ДНК нуклеотиди в гена. Мутантните гени предават различна информация на мястото на протеиновия синтез, а това от своя страна води до синтеза на други протеини и появата на нови черти. Мутациите могат да възникнат под въздействието на радиация, ултравиолетова радиация, различни химически агенти. Не всички мутации са ефективни. Някои от тях се коригират по време на възстановяването на ДНК. Фенотипно мутациите се проявяват, ако не са довели до смъртта на организма. Повечето генни мутации са рецесивни. От еволюционно значение са фенотипно проявените мутации, които осигуряват на индивидите или предимства в борбата за съществуване, или обратното, което причинява смъртта им под натиска на естествения отбор.
Процесът на мутация увеличава генетичното разнообразие на популациите, което създава предпоставки за еволюционния процес.
Честотата на мутациите може да се увеличи изкуствено, което се използва за научни и практически цели.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ ЧастАA1. Модификационната променливост се разбира като
1) фенотипна променливост
2) генотипна изменчивост
3) скорост на реакция
4) всякакви промени в функцията
A2. Посочете чертата с най-широка реакция
1) формата на крилете на лястовица
2) формата на орлов клюн
3) време на линеене на заек
4) количеството вълна в овцата
A3. Посочете правилното твърдение
1) факторите на околната среда не влияят на генотипа на индивида
2) не се наследява фенотипът, а способността да се прояви
3) промените в модификацията винаги се наследяват
4) промените в модификацията са вредни
A4. Дайте пример за геномна мутация
1) появата на сърповидно-клетъчна анемия
2) появата на триплоидни форми на картофи
3) създаването на порода кучета без опашка
4) раждането на тигър албинос
A5. С промяна в последователността на ДНК нуклеотидите в гена,
1) генни мутации
2) хромозомни мутации
3) геномни мутации
4) комбинирани пренареждания
A6. ДА СЕ рязко увеличениепроцентът на хетерозиготите в популацията на хлебарки може да доведе до:
1) увеличаване на броя на генните мутации
2) образуването на диплоидни гамети в редица индивиди
3) хромозомни пренареждания в някои членове на популацията
4) промяна в температурата на околната среда
A7. Пример за това е ускореното стареене на кожата на жителите на селата в сравнение с градските
1) мутационна променливост
2) комбинация вариабилност
3) генни мутации под въздействието на ултравиолетова радиация
4) модификационна променливост
A8. Основната причина за хромозомна мутация може да бъде
1) заместване на нуклеотид в ген
2) промяна в температурата на околната среда
3) нарушение на мейотичните процеси
4) вмъкване на нуклеотид в ген
Част БВ 1. Какви примери илюстрират променливостта на модификацията
1) човешки тен
2) белег по рождениевърху кожата
3) плътността на козината на заек от същата порода
4) увеличаване на млечността при кравите
5) шест пръста при хората
6) хемофилия
НА 2. Посочете събития, свързани с мутации
1) многократно увеличаване на броя на хромозомите
2) смяна на подкосъм на заек през зимата
3) аминокиселинна замяна в протеинова молекула
4) появата на албинос в семейството
5) растеж на кореновата система на кактус
6) образуването на кисти в протозоите
VZ. Свържете признака, който характеризира променливостта, с нейния вид
C1. Какви са начините за постигане на изкуствено увеличаване на честотата на мутациите и защо трябва да се прави това?
C2. Намерете грешки в дадения текст. Поправи ги. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки. Обяснете ги.
1. Модификационната променливост е придружена от генотипни промени. 2. Примери за модификация са изсветляване на косата след дълго излагане на слънце, увеличаване на млечността на кравите при подобряване на храненето. 3. Информацията за модификационните промени се съдържа в гените. 4. Всички промени в модификацията се наследяват. 5. Проявата на модификационните промени се влияе от факторите на околната среда. 6. Всички признаци на един организъм се характеризират със същата скорост на реакция, т.е. границите на тяхната променливост.
3.7. Вредното въздействие на мутагени, алкохол, наркотици, никотин върху генетичния апарат на клетката. Опазване на околната среда от замърсяване с мутагени. Идентифициране на източници на мутагени в околната среда (индиректно) и оценка възможни последствиявлиянието им върху собственото им тяло. наследствени заболяваниячовек, техните причини, превенция
Основните термини и понятия, тествани в изпитната работа: биохимичен метод, двоен метод, хемофилия, хетероплоидия, цветна слепота, мутагени, мутагенеза, полиплоидия.
3.7.1. Мутагени, мутагенеза
Мутагени- това са физически или химични фактори, чието въздействие върху организма може да доведе до промяна в неговите наследствени характеристики. Тези фактори включват рентгенови и гама лъчи, радионуклиди, оксиди тежки метали, някои видове химически торове. Някои мутации могат да бъдат причинени от вируси. Такива често срещани агенти в съвременното общество като алкохол, никотин, наркотици също могат да доведат до генетични промени в поколенията. Скоростта и честотата на мутациите зависят от интензивността на влиянието на тези фактори. Увеличаването на честотата на мутациите води до увеличаване на броя на индивидите с вродени генетични аномалии. Мутациите, които засягат зародишните клетки, се наследяват. Въпреки това, мутациите, които възникват в соматичните клетки, могат да доведат до рак. В момента се провеждат изследвания за идентифициране на мутагени в околната среда и ефективни меркиза тяхното обезвреждане. Въпреки факта, че честотата на мутациите е относително ниска, тяхното натрупване в човешкия генофонд може да доведе до рязко увеличаване на концентрацията на мутантни гени и тяхното проявление. Ето защо е необходимо да се знае за мутагенните фактори и да се вземат мерки на държавно ниво за борба с тях.
медицинска генетика - глава антропогенетикаизучаване на наследствените заболявания на човека, техния произход, диагностика, лечение и профилактика. Основното средство за събиране на информация за пациента е медико-генетичното консултиране. Извършва се по отношение на лица, при които са наблюдавани наследствени заболявания сред роднините. Целта е да се предвиди вероятността от раждане на деца с патологии или да се изключи появата на патологии.
Етапи на консултиране:
- идентифициране на носителя на патогенния алел;
- изчисляване на вероятността от раждане на болни деца;
– съобщаване на резултатите от изследването на бъдещи родители, роднини.
Наследствени заболявания, предавани на потомството:
- ген, свързан с Х хромозомата - хемофилия, цветна слепота;
- ген, свързан с Y-хромозомата - хипертрихоза (коса ушна мида);
- ген автозомно: фенилкетонурия, захарен диабет, полидактилия, хорея на Хънтингтън и др.;
- хромозомни, свързани с хромозомни мутации, например синдром на котешки вик;
- геномна - поли- и хетероплоидия - промяна в броя на хромозомите в кариотипа на организма.
полиплоидия - два или повече пъти броя на хаплоиден наборхромозоми в една клетка. Възниква в резултат на неразпадане на хромозомите в мейозата, удвояване на хромозоми без последващо клетъчно делене, сливане на ядра на соматични клетки.
Хетероплоидия (анеуплоидия) - промяна в броя на хромозомите, характерни за даден вид, в резултат на тяхната неравномерна дивергенция в мейозата. Проявява се в появата на допълнителна хромозома ( тризомияна хромозома 21 води до болестта на Даун) или липсата на хомоложна хромозома в кариотипа ( монозомия). Например, липсата на втора Х-хромозома при жените причинява синдром на Търнър, който се проявява във физиологични и психични разстройства. Понякога има полизомия - появата на няколко допълнителни хромозоми в хромозомния набор.
Методи на човешката генетика. Генеалогичен - метод за съставяне на родословия от различни източници - истории, снимки, картини. Изясняват се признаците на предците и се установяват видовете унаследяване на признаците.
Видове наследство: а) автозомно доминантно, б) автозомно рецесивно, в) унаследяване, свързано с пола.
Извиква се лицето, за което се съставя родословие пробанд.
зодия Близнаци. Метод за изследване на генетични модели на близнаци. Близнаците са еднояйчни (монозиготни, еднояйчни) и двуяйчни (дизиготни, неидентични).
цитогенетичен. Микроскопско изследване на човешки хромозоми. Позволява ви да идентифицирате генни и хромозомни мутации.
Биохимичен. Въз основа на биохимичен анализ, той позволява да се идентифицира хетерозиготен носител на заболяването, например носителят на гена на фенилкетонурия може да бъде идентифициран чрез повишена концентрация фенилаланинв кръвта.
Популационна генетика. Позволява ви да направите генетична характеристика на популацията, да оцените степента на концентрация на различни алели и мярката за тяхната хетерозиготност. За анализа на големи популации се прилага законът на Харди-Вайнберг.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ ЧастСЪСC1. Хореята на Хънтингтън е тежко заболяване на нервната система, унаследено като автозомна черта (А).
Фенилкетонурия - заболяване, което причинява метаболитни нарушения, се определя от рецесивен ген, наследява се по същия тип. Бащата е хетерозиготен по гена на хореята на Хънтингтън и не страда от фенилкетонурия. Майката не страда от хорея на Хънтингтън и не е носител на гените, определящи развитието на фенилкетонурия. Какви са възможните генотипове и фенотипове на децата от този брак?
C2. Жена със свадлив характер се омъжи за мъж с мек характер. От този брак са родени две дъщери и син (Елена, Людмила, Николай). Елена и Николай се оказаха абсурдни герои. Николай се ожени за момиче Нина с нежен характер. Те имаха двама сина, единият от които (Иван) беше кавгаджия, а другият - кротък (Петър). Посочете генотиповете на всички негови членове от родословието на това семейство.
3.8. Развъждането, неговите задачи и практическо значение. Ученията на Н.И. Вавилов за центровете на разнообразие и произход на културните растения. Законът за хомоложните редове в наследствената изменчивост. Методи за отглеждане на нови сортове растения, породи животни, щамове микроорганизми. Стойността на генетиката за селекция. Биологични основи за отглеждане на културни растения и домашни животни
Основните термини и понятия, тествани в изпитната работа: хетерозис, хибридизация, закон на хомоложните редове на наследствената изменчивост, изкуствен подбор, полиплоидия, порода, селекция, сорт, центрове на произход на културните растения, чиста линия, инбридинг.
3.8.1. Генетика и селекция
Развъждането е наука, клон на практическата дейност, насочена към създаване на нови сортове растения, породи животни, щамове микроорганизми със стабилни наследствени черти, които са полезни за хората. Теоретичната основа на селекцията е генетиката.
Задачи за подбор:
– качествено подобряване на признака;
– увеличаване на добива и продуктивността;
- повишаване на устойчивостта към вредители, болести, климатични условия.
методи за подбор. изкуствен подбор - запазване на организми, необходими на човек и елиминиране, унищожаване на други, които не отговарят на целите на развъдчика.
Развъдчикът поставя задача, избира родителски двойки, избира потомство, провежда серия от тясно свързани и отдалечени кръстоски, след което избира във всяко следващо поколение. Прави се изкуствен подбор индивидуаленИ масивна.
Хибридизация - процесът на получаване на нови генетични комбинации в потомството за подобряване или нова комбинация от ценни родителски черти.
Тясно свързана хибридизация (инбридинг) използвани за рисуване на чисти линии. Недостатъкът е потискането на жизнеспособността.
далечна хибридизация измества скоростта на реакцията в посока на укрепване на чертата, появата на хибридна сила (хетерозис). Недостатък е невъзможността за кръстосване на получените хибриди.
Преодоляване на стерилитета на междувидовите хибриди. Полиплоидия. Г.Д. Карпеченко през 1924 г. третира стерилен хибрид от зеле и репички с колхицин. Колхицинът причинява неразпадане на хромозомите на хибрида по време на гаметогенезата. Сливането на диплоидни гамети доведе до получаването на полиплоиден хибрид от зеле и репички (капредки). Опитът на Г. Карпеченко може да се илюстрира със следната схема.
1. Преди действието на колхицин
2. След действието на колхицин и изкуствено дублиране на хромозоми:
3.8.2. Методи на работа I.V. Мичурин
И. В. Мичурин, домашен селекционер, отглежда около 300 сорта овощни дървета, които съчетават качествата на южните плодове и непретенциозността на северните растения.
Основни методи на работа:
– далечна хибридизация на географски отдалечени сортове;
– строг индивидуален подбор;
- "образование" на хибриди от сурови условия на отглеждане;
- „управление на доминирането“ с помощта на метода на наставника - присаждане на хибрид към възрастно растение, което предава качествата си на отглеждания сорт.
Преодоляване на некръстосването при далечна хибридизация:
- методът на предварителния подход - присаждане на калем от един вид (планинска пепел) беше присаден върху короната на круша. Няколко години по-късно цветята на офика бяха опрашени от крушов прашец. Така се получава хибрид от планинска пепел и круша;
– медиаторен метод – 2-стъпкова хибридизация. Бадемът е кръстосан с полукултивирана праскова Давид, а след това полученият хибрид е кръстосан със сорт. Имам "Северна праскова";
- Опрашване със смесен прашец (собствен и чужд). Пример за това е производството на церападус, хибрид от череша и череша.
3.8.3. Центрове на произход на културните растения
Най-големият руски учен - генетик Н.И. Вавилов има огромен принос в растениевъдството. Той установи, че всички култивирани растения, отглеждани днес в различни региони на света, имат определени географски характеристики
центрове на произход. Тези центрове са разположени в тропическите и субтропичните зони, т.е. там, където произхожда култивираното земеделие. Н.И. Вавилов открои 8 такива центъра, т.е. 8 независими области на запознаване с културата различни растения.
Разнообразието от култивирани растения в центровете на техния произход обикновено е представено от огромен брой ботанически сортове и много наследствени варианти.
Законът за хомоложните серии на наследствената променливост.
1. Видовете и родовете, които са генетично близки, се характеризират с подобни серии от наследствена променливост с такава редовност, че, знаейки броя на формите в рамките на един вид, може да се предвиди появата на паралелни форми в други видове и родове. Колкото по-близки видове и родове са разположени генетично в общата система, толкова по-пълно е сходството в редовете на тяхната изменчивост.
2. Целите семейства растения като цяло се характеризират с определен цикъл на изменчивост, преминаващ през всички родове и видове, които съставляват семейството.
Този закон е въведен от Н.И. Вавилов въз основа на изследването на огромен брой генетично свързани видове и родове. Колкото по-тясна е връзката между тези таксономични групи и вътре в тях, толкова по-голямо е генетичното сходство, което имат. Сравнявайки различни видове и родове зърнени култури, Н.И. Вавилов и неговите сътрудници установиха, че всички зърнени култури имат сходни характеристики, като разклоняване и плътност на класа, опушване на люспите и др. Знаейки това, Н.И. Вавилов предполага, че такива групи имат подобна наследствена променливост: "ако можете да намерите безостна форма на пшеница, можете да намерите и безостна форма на ръж." Познаване на възможния характер на промените в представителите определен вид, родове, семейства, селекционерът може целенасочено да търси, да създава нови форми и или да отсее, или да запази индивиди с необходимите генетични промени.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИЧаст АA1. Опитомяването на животни и растения се основава на
1) изкуствена селекция 3) опитомяване
2) естествен подбор 4) методичен подбор
A2. В средиземноморския център на култивираните растения,
1) ориз, черница 3) картофи, домати
2) хлебно дърво, фъстъци 4) зеле, маслини, швед
A3. Пример за геномна вариация е
1) сърповидно-клетъчна анемия
2) полиплоидна форма на картофи
3) албинизъм
3) цветна слепота
A4. Рози, които са подобни на вид и генетично, изкуствено
отглеждани от животновъди форма
1) порода 2) сорт 3) вид 4) сорт
A5. Ползите от хетерозиса са
1) появата на чисти линии
2) преодоляване на некръстосването на хибриди
3) повишаване на производителността
4) повишаване на плодовитостта на хибридите
A6. В резултат на полиплоидия
1) плодовитостта се проявява при междувидови хибриди
2) плодовитостта изчезва при междувидовите хибриди
3) поддържа се чиста линия
4) жизнеспособността на хибридите е инхибирана
A7. Инбридингът в развъждането се използва за
1) укрепване на хибридните свойства
2) рисуване на чисти линии
3) увеличаване на плодовитостта на потомството
4) увеличаване на хетерозиготността на организмите
A8. Законът за хомоложните серии на наследствената изменчивост позволява развъдчици с по-голяма надеждност
1) показват полиплоидни форми
2) преодоляване на некръстосването на различни видове
3) увеличаване на броя на случайните мутации
4) прогнозира придобиването на желаните черти в растенията
A9. Инбридингът се увеличава
1) хетерозиготност на населението
2) честота на доминантните мутации
3) хомозиготност на популацията
4) честота на рецесивни мутации
Част БВ 1. Установете съответствие между характеристиките на метода за избор и неговото име.
Част ВC1. Сравнете резултатите от използването на такива методи за селекция като инбридинг, полиплоидия. Обяснете тези резултати.
3.9. Биотехнологии, клетъчно и генно инженерство, клониране. Ролята на клетъчната теория във формирането и развитието на биотехнологиите. Значението на биотехнологиите за развитието на животновъдството, селското стопанство, микробиологичната индустрия и опазването на генофонда на планетата. Етични аспекти на развитието на някои изследвания в областта на биотехнологиите (клониране на хора, насочени промени в генома)
Основните термини и понятия, тествани в изпитната работа: биотехнологии, генно инженерство, клетъчно инженерство.
3.9.1. Клетъчно и генно инженерство. Биотехнология
Клетъчното инженерство е направление в науката и развъдната практика, което изучава методите за хибридизация на соматични клетки, принадлежащи към различни видове, възможността за клониране на тъкани или цели организми от отделни клетки.
Един от често срещаните методи за отглеждане на растения е хаплоидният метод - получаване на пълноценни хаплоидни растения от сперматозоиди или яйца.
Получени са хибридни клетки, които съчетават свойствата на кръвните лимфоцити и туморните, активно пролифериращи клетки. Това ви позволява бързо и точните количествавземете антитела.
тъканна култура - използвани за получаване в лабораторни условия на растителни или животински тъкани, а понякога и на цели организми. В растениевъдството се използва за ускоряване на производството на чисти диплоидни линии след третиране на изходните форми с колхицин.
Генното инженерство- изкуствено, целенасочено изменение на генотипа на микроорганизмите с цел получаване на култури с предварително зададени свойства.
Основен метод- изолиране на необходимите гени, тяхното клониране и въвеждане в нова генетична среда. Методът включва следните работни стъпки:
- изолиране на гена, комбинирането му с ДНК молекулата на клетката, която може да възпроизведе донорния ген в друга клетка (включване в плазмида);
– въвеждане на плазмид в генома на бактериална клетка – реципиент;
– избор на необходими бактериални клетки за практическо използване;
– изследванията в областта на генното инженерство обхващат не само микроорганизмите, но и хората. Те са особено актуални при лечението на заболявания, свързани с нарушения в имунна система, в системата на кръвосъсирването, в онкологията.
Клониране . От биологична гледна точка клонирането е вегетативно размножаване на растения и животни, чието потомство носи наследствена информация, идентична на родителя. В природата се клонират растения, гъби и протозои; организми, които се размножават вегетативно. През последните десетилетия този термин се използва, когато ядрата на един организъм се трансплантират в яйцеклетката на друг. Пример за такова клониране е известната овца Доли, получена в Англия през 1997 г.
Биотехнология- процесът на използване на живи организми и биологични процесив производството на лекарства, торове, средства биологична защитарастения; за биологично третиране Отпадъчни води, за биологично извличане на ценни метали от морска водаи т.н.
Включване в генома колигенът, отговорен за образуването на инсулин при хората, направи възможно установяването на промишленото производство на този хормон.
IN селско стопанствоуспя да промени генетично десетки хранителни и фуражни култури. В животновъдството използването на биотехнологично произведен хормон на растежа е увеличило добива на мляко;
използване на генетично модифициран вирус за създаване на ваксина срещу херпес при прасета. С помощта на новосинтезирани гени, въведени в бактериите, се получават редица от най-важните биологично активни вещества, по-специално хормони и интерферон. Производството им представлява важен клон на биотехнологиите.
С развитието на гена и клетъчно инженерствов обществото има все по-голяма загриженост относно възможната манипулация на генетичен материал. Някои опасения са теоретично оправдани. Например, невъзможно е да се изключи трансплантацията на гени, които повишават резистентността към антибиотици на някои бактерии, създаването на нови форми хранителни продукти, но тези произведения се контролират от държавите и обществото. Във всеки случай опасността от болести, недохранване и други шокове е много по-голяма, отколкото от генетични изследвания.
Перспективи за генното инженерство и биотехнологиите:
- създаване на полезни за човека организми;
– получаване на нови лекарства;
– корекция и коригиране на генетични патологии.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ Част АA1. Производство на лекарства, хормони и др биологични веществасе занимава с такова направление като
1) генно инженерство
2) биотехнологично производство
3) селскостопанска индустрия
4) агрономство
A2. Кога тъканната култура би била най-полезният метод?
1) при получаване на хибрид от ябълка и круша
2) при отглеждане на чисти линии гладкосеменен грах
3) ако е необходимо, трансплантирайте кожата на човек с изгаряне
4) при получаване на полиплоидни форми на зеле и репички
A3. За да се получи изкуствено човешки инсулин чрез методи на генно инженерство в индустриален мащаб, е необходимо
1) въвеждане на ген, отговорен за синтеза на инсулин в бактерии, които ще започнат да синтезират човешки инсулин
2) инжектирайте бактериален инсулин в човешкото тяло
3) изкуствено синтезирайте инсулин в биохимична лаборатория
4) отглеждане на клетъчна култура на човешкия панкреас, отговорен за синтеза на инсулин.
ЧастСЪСC1. Защо мнозина в обществото се страхуват от трансгенни продукти?
Биология [Пълно ръководство за подготовка за изпита] Лернер Георгий Исаакович
Раздел 3 Организмът като биологична система
Организмът като биологична система
От книгата 100 велики научни открития автор Самин ДмитрийБИОЛОГИЧНА ТЕОРИЯ ЗА ФЕРМЕНТАЦИЯТА През 1680 г. холандецът Антони ван Льовенхук за пръв път видял бирена мая в своя самоделен микроскоп. Той ги описва в писмо до Кралското общество и дава рисунка, показваща пъпкуващи кръгли клетки, образуващи клъстери.
От книгата Велика съветска енциклопедия (BI) на автора TSB От книгата Велика съветска енциклопедия (КИ) на автора TSB От книгата Велика съветска енциклопедия (МЕ) на автора TSB От книгата Велика съветска енциклопедия (ОТ) на автора TSB От книгата Политически науки: Христоматия автор Исаев Борис Акимович От книгата Как да увеличим плодородието на почвата автор Хворостухина Светлана Александровна От книгата Биология [Пълно ръководство за подготовка за изпита] автор Лернер Георгий Исаакович От книгата Защо някои хора обичат и се женят за други? Тайните на успешния брак автор Сябитова Роза РайфовнаРаздел IV Политическа система Системният подход е широко разпространен в Политологияпрез 60-те години. 20-ти век Използването на неговата методология става основа за създаването и развитието на теориите политическа система. Прародител системен подходв политическите науки
От книгата Женско здраве. Голям медицинска енциклопедия автор автор неизвестенБиологична поглъщателна способност В основата на биологичната поглъщателна способност на почвата е дейността на обитаващите я микроорганизми. Те усвояват и запазват веществата, съдържащи се в почвата, а когато умрат, ги връщат, като по този начин обогатяват
От книгата Наръчник на истинския мъж автор Кашкаров Андрей ПетровичРаздел 2 Клетката като биологична система 2.1. Клетъчна теория, нейните основни положения, роля във формирането на съвременната естествена научна картина на света. Развитие на знанията за клетката. Клетъчна структураорганизми, сходството на структурата на клетките на всички организми е в основата на единството
От книгата на автораБиологична съвместимост Вероятно най-объркващото ниво на партньорска съвместимост във всички отношения е биологичното ниво. Това е свързано с вашата сексуална връзка и вашето приемане или отхвърляне на физическата форма на вашия партньор. Тоест, когато ние
От книгата на автораРаздел I. Женското тяло през детството
От книгата на автораРаздел II. Женското тяло по време на пубертета
ТЕМА 2. СОЦИАЛНО-БИОЛОГИЧНИ ОСНОВИ НА ФИЗИЧЕСКАТА КУЛТУРА
Въведение
1. Организмът като биологична система.
2. Анатомо - морфологични особености на тялото.
3. Скелетна системаи неговите функции.
4. Мускулната система и нейните функции.
5. Органи на храносмилането и отделянето.
6. Физиологични системи на тялото.
7. Двигателна активност на човек и връзката на физическата и умствената дейност.
8. Средства за физическа култура, осигуряващи устойчивост на умствена и физическа работоспособност.
9. Функционални показатели за работоспособността на организма в покой и при извършване на изключително тежка работа.
10. Метаболизъм и енергия.
11. Контролни въпроси.
Въведение
Социално-биологичните основи на физическата култура са принципите на взаимодействие на социални и биологични модели в процеса на усвояване на ценностите на физическата култура от човек.
Човек се подчинява на биологичните закони, присъщи на всички живи същества. Въпреки това, той се различава от представителите на животинския свят не само по структура, но напреднало мислене, интелект, реч, особености на социални и битови условия на живот и социални отношения. Трудът и влиянието на социалната среда в процеса на развитие на човека оказват влияние върху биологичните особености на организма модерен човеки неговата среда. Организмът е добре координирана единична саморегулираща се и саморазвиваща се биологична система, чиято функционална активност се определя от взаимодействието на умствени, двигателни и вегетативни реакции към въздействията на околната среда, които могат да бъдат както полезни, така и вредни за здравето. Отличителна черта на човек е съзнателното и активно влияние върху външни природни и социални условия, които определят състоянието на здравето на хората, тяхната работоспособност, продължителност на живота и плодовитост (възпроизводство). Без познаване на структурата човешкото тяло, за моделите на функциониране на отделните органи и системи на тялото, за характеристиките на протичането на сложни процеси от неговата жизнена дейност, е невъзможно да се организира процесът на формиране на здравословен начин на живот и физическа тренировканаселение, включително млади студенти. В основата са постиженията на биомедицинските науки педагогически принципии методика на учебно-тренировъчния процес, теория и методика на физическото възпитание и спортната тренировка.
Организмът като биологична система
В биологията организмът се разглежда като независимо съществуваща единица на света, чието функциониране е възможно само при постоянно взаимодействие с външната му среда.
Всеки роден човек наследява от родителите си вродени, генетично определени черти и характеристики, които до голяма степен определят индивидуалното развитие в процеса на по-нататъшния му живот. Веднъж родено в автономен режим, детето расте бързо, масата, дължината и повърхността на тялото му се увеличават. Човешкият растеж продължава до около 20-годишна възраст. Освен това при момичетата най-голяма интензивност на растеж се наблюдава в периода от 10 до 13 години, а при момчетата от 12 до 16 години. Увеличаването на телесното тегло се извършва почти успоредно с увеличаването на дължината му и се стабилизира до 20-25-годишна възраст.
Трябва да се отбележи, че през последните 100-150 години в редица страни се наблюдава ранно морфофункционално развитие на тялото при деца и юноши. Това явление се нарича акселерация (лат. accelera-tio- ускорение).
Хората в напреднала възраст (61-74 години) и сенилна възраст (75 години и повече) се характеризират с физиологични процеси на преструктуриране: намаляване на активните възможности на тялото и неговите системи - имунна, нервна, кръвоносна и др. здрав образживот, активната двигателна дейност в процеса на живот значително забавя процеса на стареене.
Жизнената дейност на организма се основава на процеса на автоматично поддържане на жизнените фактори на необходимото ниво, всяко отклонение от което води до незабавно мобилизиране на механизми, които възстановяват това ниво.
Основни понятия и ключови термини: ЧОВЕШКОТО ТЯЛО. клетка. Текстил. органи. Физиологични системи. регулиране на човешките функции. Помня! Какво е организъм? Назовете нивата на организация на животинския организъм.
Мисля!
„Живеем в свят, в който хората знаят много повече за вътрешността на автомобила или как работи лаптоп или сензорен екран, отколкото за собствените си тела. Но за всеки от нас е жизненоважно да разберем какво представлява нашето тяло, как е устроено и как работи, какво го поддържа и какво го дисбалансира. Такива „пропуски в образованието“ струват скъпо на човека и създават проблеми със самия него, в общуването с хората и природата. Какви са особеностите на организацията на човешкото тяло?
Защо човешкото тяло е биологична система?
Съвременното научно разбиране за организацията на всички живи същества се основава на структурно-функционалния подход, според който обектите на живата природа са биологични системи. Структурата и функцията са две взаимосвързани прояви на съществуването на една биологична система.
Човешкото тяло е една от най-сложните биосистеми със следните нива на организация: молекулярно, клетъчно, тъканно, органно, системно. На всяко от тези нива протичат координирани процеси, които определят цялостното съществуване на организма.
Човешкото тяло е отворена система, която е в състояние на постоянно взаимодействие (метаболизъм, енергия и информация) с външната среда. В това взаимодействие три основни свойства са изключително важни за организма: саморегулация за поддържане на вътрешна стабилност, самообновяване, тоест образуване на нови молекули и структури, и самовъзпроизвеждане за осигуряване на приемственост между родители и потомство.
И така, ЧОВЕШКИЯТ ОРГАНИЗЪМ е интегрална отворена биологична система, която се характеризира с определени нива на организация, саморегулация, самообновяване и самовъзпроизвеждане.
Какви са нивата на организация в човешкото тяло?
Подредеността като общо свойство на живите същества има характеристики, присъщи на всяко от нивата на организация на човешкото тяло.
Молекулярно ниво на организация. Компонентите на това ниво са химични елементи и вещества, участващи в биофизични процеси и биохимични реакции. От известните над 100 химически елементиоколо 90 се намират в човешкото тяло. Те са разделени на групи: органогени (кислород, водород, въглерод, азот), макроелементи (например калций, калий, натрий, желязо, фосфор, хлор) и микроелементи (например кобалт, мед, цинк, йод, флуор, и т.н.). Повечето съдържаниесред неорганичните съединения се отчитат вода (около 60%) и минерални соли. Органичните вещества в тялото съдържат въглехидрати, липиди, протеини, мазнини, нуклеинови киселини и др.
Клетъчно ниво на организация. Основните части на човешките клетки, както и на растенията, животните и гъбите, са повърхностният апарат, цитоплазмата и ядрото. На това ниво всички свойства на живота се проявяват за първи път, следователно клетката е основната структурна и функционална единицаорганизъм.
Тъканното ниво на организация се формира от клетки, които се обединяват в групи за изпълнение на определени жизненоважни функции. Тъкан - съвкупност от клетки и междуклетъчно вещество, сходни по произход, структурни характеристики и функции. В тялото на човека, както и на животните, има 4 вида тъкани – епителна, съединителна, мускулна и нервна.
Органното ниво на организация се определя от подредеността на структурата и функциите на органите. В образуването на един орган обикновено участват и 4-те вида тъкани, но една от тях е определяща за неговата дейност. Например в костите такава тъкан е съединителна кост, в сърцето - мускул. Органът е част от организма
имащи определено местоположение, форма, структура и изпълняващи една или повече специфични функции. Най-често човешките органи се разделят според функциите им на дихателни, храносмилателни и др.
Системното ниво на организация се формира от специализирани физиологични системи на тялото. Физиологична система - съвкупност от органи, които са анатомично свързани помежду си за изпълнение на физиологична функция. В човешкото тяло има мускулно-скелетни, кръвоносни, дихателни, храносмилателни, покривни, уретрални, генитални, ендокринни, нервни, сензорни системи. Органите на различни физиологични системи са временно свързани във функционални системи, за да осигурят цялостното съществуване на организма.
И така, ЧОВЕШКИЯТ ОРГАНИЗЪМ е биосистема на подредено ниво, в която се разграничават молекулярно, клетъчно, тъканно, органно и системно ниво на организация.
Как се постига целостта на човешкото тяло?
Процесите, протичащи на всички нива на човешката организация, винаги са координирани помежду си. Такава последователност и координация възникват поради процесите на регулиране на функциите на човешкото тяло.
Регулирането на човешките функции е набор от процеси, които осигуряват координирана и координирана реакция на тялото към промените в условията на околната среда. Тези процеси се случват на ниво клетки, които генерират сигнали. Така че невроните образуват електрически сигнали, клетките на жлезите произвеждат вещества, които са химически сигнали. Тези сигнали се предават в тялото чрез нервни пътища или течности от вътрешната среда (кръв, тъканна течност и лимфа). В човешкото тяло функционират механизмите на нервната, хуморалната и имунната регулация.
Нервната регулация е регулирането на функциите на тялото чрез нервни импулси, които се предават по нервните пътища и имат насочен краткотраен ефект.
Хуморалната регулация е регулация с помощта на химични съединения, които се пренасят в тялото от течности на вътрешната среда, за да се осигури дълготраен и общ ефект върху клетките, тъканите и органите.
Имунната регулация е регулация с помощта на химични съединения и клетки, които се пренасят в тялото от вътрешни течности, за да осигурят защитен ефект върху клетките, тъканите и органите.
Тези механизми за регулиране на функциите са тясно свързани помежду си. Например, активността на нервната система се влияе от такива хуморални фактори като хормони (например адреналин), а клетките на нервната система са защитени от вещества и клетки на имунната система.
Регулацията на функциите на човешкото тяло има характеристики, свързани с по-сложно, отколкото при животните, социално поведение, развита артикулирана реч, по-високи емоции, развити умствена дейности така нататък.
И така, целостта и жизнената активност на човешкото тяло на различни нива на неговата организация се осигуряват от взаимодействащи механизми на нервната, хуморалната и имунната регулация на функциите на тялото.
ДЕЙНОСТ
Да се научиш да знаеш
Задача 1. Разгледайте илюстрация 2 и назовете компонентите и органелите на клетката. Спомнете си какви функции изпълняват определените органели на клетката.
Задача 2. Разгледайте илюстрация 3, разпознайте органите, изобразени на нея. Попълнете таблицата и направете извод за човешкото тяло като биологична система.
ЖИВОТНИ ФУНКЦИИ НА ЧОВЕШКИЯ ОРГАНИЗМ
Биология + Философия
Философията (от гръцки любов към мъдростта, любов към знанието) е наука, чийто предмет е връзката на човек с външния свят.
Една от функциите на философията е да помогне на човек в познавателната дейност. Известният немски философ Г. В. Ф. Хегел (1770-1831) отбелязва, че „частите и органите на живото тяло стават прости компоненти само в ръката на анатома“. Обяснете тази мъдра поговорка, като използвате знанията за човешкото тяло като цялостна биологична система.
РЕЗУЛТАТ
Въпроси за самоконтрол |
|
1. Какво представлява човешкото тяло? 2. Какво представляват биологичните системи? 3. Назовете нивата на организация на човешкото тяло. 4. Какво е клетка? 5. Каква е материята? 6. Какво представляват органите и физиологичните системи? |
|
7. Защо човешкото тяло е биологична система? 8. Назовете нивата на организация на човешкото тяло. 9. Как се постига целостта на човешкото тяло? |
|
10. Докажете, че човешкото тяло е биологична система. |
Това е материал от учебника.
Организмът като биологична система
Размножаване на организмите, неговото значение. Начини на размножаване, прилики и разлики между полово и безполово размножаване. Използването на сексуално и безполово размножаване в човешката практика. Ролята на мейозата и оплождането за осигуряване на постоянството на броя на хромозомите в поколенията. Приложение на изкуственото осеменяване при растения и животни
Термини и понятия, тествани в изпитната работа: безполово размножаване, вегетативно размножаване, хермафродитизъм, зигота, онтогенеза, оплождане, партеногенеза, полово размножаване, пъпкуване, спори.
размножаване в органичния свят.Способността за възпроизвеждане е един от най-важните признаци на живота. Тази способност се проявява вече на молекулярно ниво на живота. Вирусите, прониквайки в клетките на други организми, възпроизвеждат тяхната ДНК или РНК и по този начин се размножават. размножаване- това е възпроизвеждането на генетично подобни индивиди от даден вид, осигуряващи непрекъснатост и непрекъснатост на живота.
Има следните форми на възпроизвеждане:
Безполово размножаване.Тази форма на размножаване е характерна както за едноклетъчните, така и за многоклетъчните организми. Безполовото размножаване обаче е най-разпространено в царствата Бактерии, Растения и Гъби. В царството Сред животните по този начин се размножават предимно протозои и чревни кухини.
Има няколко начина за безполово размножаване:
– Просто разделяне на майчината клетка на две или повече клетки. Така се размножават всички бактерии и протозои.
- Вегетативното размножаване по части на тялото е характерно за многоклетъчните организми - растения, гъби, кишечнополостни, някои червеи. Растенията могат да се размножават вегетативно чрез резници, наслояване, кореново потомство и други части на тялото.
- Пъпкуване - един от вариантите за вегетативно размножаване е характерен за дрождите и чревните многоклетъчни животни.
– Митотичната спорулация е често срещана сред бактериите, водораслите и някои протозои.
Асексуалното възпроизвеждане обикновено осигурява увеличаване на броя на генетично хомогенните потомци, така че често се използва от селекционерите за запазване на полезните свойства на сорта.
полово размножаванеПроцес, при който се комбинира генетична информация от два индивида. Комбинирането на генетична информация може да възникне, когато конюгация (временно свързване на индивиди за обмен на информация, както се случва при ресничките) и копулация (сливане на индивиди за оплождане)при едноклетъчни животни, както и при оплождане при представители на различни царства. Специален случай на половото размножаване е партеногенезапри някои животни (листни въшки, търтееви пчели). В този случай нов организъм се развива от неоплодено яйце, но преди това винаги се образуват гамети.
Половото размножаване при покритосеменните става чрез двойно оплождане. Факт е, че в прашника на цветето се образуват хаплоидни поленови зърна. Ядрата на тези зърна се делят на две - генеративни и вегетативни. Попаднало върху близалцето на плодника, поленовото зърно покълва, образувайки поленова тръба. Генеративното ядро се разделя отново, образувайки два сперматозоида. Едното от тях, прониквайки в яйчника, опложда яйцеклетката, а другото се слива с двете полярни ядра на двете централни клетки на ембриона, образувайки триплоиден ендосперм.
По време на половото размножаване индивиди от различен пол образуват гамети. Женските произвеждат яйца, мъжете произвеждат сперма, а двуполовите индивиди (хермафродити) произвеждат както яйца, така и сперма. При повечето водорасли две еднакви зародишни клетки се сливат. Сливането на хаплоидни гамети води до оплождане и образуване на диплоидна зигота. Зиготата се развива в нов индивид.
Всичко по-горе е вярно само за еукариотите. Прокариотите също имат сексуално размножаване, но това се случва по различен начин.
Така по време на половото размножаване геномите на два различни индивида от един и същи вид се смесват. Потомците носят нови генетични комбинации, които ги отличават от техните родители и един от друг. Различни комбинации от гени, които се появяват в потомството под формата на нови черти, представляващи интерес за хората, се избират от животновъдите за разработване на нови породи животни или сортове растения. В някои случаи се използва изкуствено осеменяване. Това се прави както с цел получаване на потомство с желаните свойства, така и с цел преодоляване на бездетността на някои жени.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ
Част А
A1. Основните разлики между сексуалното и безполовото размножаване са, че сексуалното размножаване:
1) се среща само във висшите организми
2) тази адаптация към неблагоприятни условия на околната среда
3) осигурява комбинирана променливост на организмите
4) осигурява генетичното постоянство на вида
A2. Колко сперматозоида се образуват в резултат на сперматогенезата от две първични зародишни клетки?
1) осем 2) две 3) шест 4) четири
A3. Разликата между оогенезата и сперматогенезата е, че:
1) четири еквивалентни гамети се образуват в оогенезата и една в сперматогенезата
2) яйцата съдържат повече хромозоми от сперматозоидите
3) в оогенезата се образува една пълноценна гамета, а в сперматогенезата - четири
4) оогенезата се извършва с едно делене на първичната зародишна клетка, а сперматогенезата - с две
A4. Колко деления на оригиналната клетка се случват по време на гаметогенезата
1) 2 2) 1 3) 3 4) 4
A5. Броят на зародишните клетки, образувани в тялото, най-вероятно може да зависи от
1) доставка на хранителни вещества в клетката
2) възрастта на индивида
3) съотношението на мъжете и жените в населението
4) вероятността за среща на гамети помежду си
A6. Безполовото размножаване доминира в жизнения цикъл
1) хидри 3) акули
A7. Гамети в папратите се образуват
1) в спорангиите 3) върху листата
2) върху растежа 4) в спорове
A8. Ако диплоидният набор от хромозоми на пчелите е 32, тогава 16 хромозоми ще се съдържат в соматичните клетки
1) пчелна майка
2) пчела работничка
3) дронове
4) всички изброени лица
A9. Ендоспермът в цъфтящите растения се образува чрез сливане
1) сперматозоиди и яйцеклетки
2) две сперматозоиди и яйцеклетка
3) полярно ядро и сперма
4) две полярни ядра и сперматозоиди
A10. Двойно оплождане се случва в
1) мъх от кукувич лен 3) лечебна лайка
2) папрат папрат 4) обикновен бор
Част Б
В 1. Изберете правилните твърдения
1) Образуването на гамети в растенията и животните става по един механизъм
2) Всички видове животни имат яйца с еднакъв размер
3) Спорите на папрата се образуват в резултат на мейозата
4) От един овоцит се образуват 4 яйцеклетки
5) Яйцеклетката на покритосеменно растение се опложда от два сперматозоида
6) Ендоспермът на покритосеменните е триплоиден.
НА 2. Установете съответствие между формите на възпроизвеждане и техните характеристики
VZ. Задайте правилната последователност от събития, които се случват по време на двойното торене на цъфтящи растения.
А) оплождане на яйцеклетката и централната клетка
Б) образуване на поленова тръба
Б) опрашване
Г) образуването на два сперматозоида
Г) развитие на ембриона и ендосперма
Част В
C1. Защо ендоспермът на покритосеменните е триплоиден, докато останалите клетки са диплоидни?
C2. Открийте грешките в дадения текст, посочете номерата на изреченията, в които са допуснати, и ги поправете. 1) В прашниците на покритосеменните растения се образуват диплоидни поленови зърна. 2) Ядрото на поленовото зърно се разделя на две ядра: вегетативно и генеративно. 3) Поленовото зърно попада върху близалцето на плодника и покълва към яйчника. 4) В поленовата тръба се образуват два сперматозоида от вегетативното ядро. 5) Един от тях се слива с ядрото на яйцето, образувайки триплоидна зигота. 6) Друг сперматозоид се слива с ядрата на централните клетки, образувайки ендосперма.
Онтогенезата и присъщите й закономерности. Специализация на клетките, образуване на тъкани, органи. Ембрионално и постембрионално развитие на организмите. Жизнени циклии смяна на поколенията. Причини за нарушено развитие на организмите
Онтогенеза. Онтогенеза - това е индивидуалното развитие на организма от момента на образуване на зиготата до смъртта. В хода на онтогенезата се проявява закономерна промяна на фенотипите, характерни за даден вид. Разграничете непрякИ правонтогенезата. непряко развитие(метаморфоза) се среща при плоски червеи, мекотели, насекоми, риби, земноводни. Техните ембриони преминават през няколко етапа в развитието си, включително стадия на ларвите. директно развитиепротича в неларвна или вътрематочна форма. Включва всички форми на яйцевидно раждане, развитието на ембрионите на влечуги, птици и яйценосни бозайници, както и развитието на някои безгръбначни (правокрили, паякообразни и др.). Вътрематочно развитиесреща се при бозайници, включително хора. IN онтогенезаразграничават два периода ембрионален - от образуването на зигота до освобождаване от мембраните на яйцеклетката и постембрионален от момента на раждането до смъртта. Ембрионален периодмногоклетъчният организъм се състои от следните етапи: зиготи; бластула- етапи на развитие на многоклетъчен ембрион след раздробяване на зиготата. Зиготата в процеса на бластулация не се увеличава по размер, броят на клетките, от които се състои, се увеличава; етапи на образуване на еднослоен ембрион, покрит бластодермияи образуването на първичната телесна кухина - бластоцеле ; гаструли- етапи на образуване на зародишните слоеве - ектодерма, ендодерма (при двуслойни кишечнополостни и гъби) и мезодерма (при трислойни при други многоклетъчни животни). При чревните животни на този етап се образуват специализирани клетки като жилещи, генитални, кожно-мускулни и др. Процесът на образуване на гаструла се нарича гаструлация .
Нейрула- Етапи на полагане на отделни органи.
Хисто- и органогенеза- етап на поява на специфични функционални, морфологични и биохимични различия между отделните клетки и части от развиващия се ембрион. При гръбначните животни в органогенезата е възможно да се разграничат:
а) неврогенеза - процесът на образуване на невралната тръба (мозък и гръбначен мозък) от ектодермален зародишен слой, както и кожата, органите на зрението и слуха;
б) хордогенеза - процесът на образуване от мезодермахорди, мускули, бъбреци, скелет, кръвоносни съдове;
в) процесът на образуване от ендодермачервата и свързаните с тях органи - черен дроб, панкреас, бели дробове. Последователното развитие на тъканите и органите, тяхната диференциация се дължи на ембрионална индукция- влиянието на някои части на ембриона върху развитието на други части. Това се дължи на активността на протеините, които са включени в работата на определени етапи от развитието на ембриона. Протеините регулират активността на гените, които определят характеристиките на организма. Така става ясно защо признаците на даден организъм се появяват постепенно. Всички гени никога не работят заедно. В определен момент работят само част от гените.
Постембрионален периодсе разделя на следните стъпки:
- постембрионален (преди пубертета);
- период на пубертет (изпълнение на репродуктивни функции);
- стареене и смърт.
При хората началният етап на постембрионалния период се характеризира с интензивен растеж на органи и части на тялото в съответствие с установените пропорции. Като цяло постембрионалният период на човек се разделя на следните периоди:
- кърмачета (от раждането до 4 седмици);
- гърди (от 4 седмици до една година);
- предучилищна (яслена, средна, старша);
- училище (ранно, тийнейджърско);
- репродуктивни (млади до 45 години, зрели до 65 години);
- пострепродуктивни (възрастни до 75 години и сенилни - след 75 години).
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ
Част А
A1. Двуслойната структура на потока е характерна за
1) анелиди 3) кишечнополостни
2) насекоми 4) протозои
A2. няма мезодерма
1) земен червей 3) коралов полип
A3. Директното развитие се случва в
1) жаби 2) скакалци 3) мухи 4) пчели
A4. В резултат на разцепване на зиготата, a
1) гаструла 3) неврула
2) бластула 4) мезодерма
A5. Развива се от ендодермата
1) аорта 2) мозък 3) бели дробове 4) кожа
A6. На етапа се залагат отделни органи на многоклетъчен организъм
1) бластула 3) оплождане
2) гаструла 4) неврула
A7. Бластулацията е
1) клетъчен растеж
2) многократно смачкване на зиготата
3) клетъчно делене
4) увеличаване на размера на зиготата
A8. Гаструлата на кучешкия ембрион е:
1) ембрион с оформена неврална тръба
2) многоклетъчен еднослоен ембрион с телесна кухина
3) многоклетъчен трислоен ембрион с телесна кухина
4) многоклетъчен двуслоен ембрион
A9. Диференциацията на клетки, органи и тъкани възниква в резултат на
1) действията на определени гени в определено време
2) едновременно действие на всички гени
3) гаструлация и бластулация
4) развитие на определени органи
A10 Кой етап от ембрионалното развитие на гръбначните животни е представен от множество неспециализирани клетки?
1) бластула 3) ранна неврула
2) гаструла 4) късна неврула
Част Б
В 1. Кое от следните се отнася до ембриогенезата?
1) оплождане 4) сперматогенеза
2) гаструлация 5) смачкване
3) неврогенеза 6) оогенеза
НА 2. Изберете характеристиките, характерни за бластулата
1) ембрион, в който се образува хорда
2) многоклетъчен ембрион с телесна кухина
3) ембрион, състоящ се от 32 клетки
4) трислоен ембрион
5) еднослоен ембрион с телесна кухина
6) ембрион, състоящ се от един слой клетки
VZ. Свържете органите на многоклетъчния ембрион със зародишните слоеве, от които са образувани тези органи.
Част В
C1. Дайте примери за пряко и непряко постембрионално развитие на примера на насекомите.