OPȚIUNEA 1.
1. Care dintre definițiile de mai sus este corectă?
a) reproducerea este o creștere a numărului de indivizi ai unei anumite specii ca urmare a migrației de pe alt teritoriu; b) reproducerea este o creștere a numărului de indivizi ai unei specii date prin dezvoltare pe baza organismelor parentale.
2. Enumerați caracteristicile spermatogenezei:
a) procedează în corpul feminin; b) curge în testicul; c) cuprinde 4 perioade;
d) începe în embriogeneză; e) procedează în ovar; f) începe la pubertate; g) cuprinde 3 perioade; h) se termina cu formarea a 4 gameti;
i) se încheie cu formarea a 1 gamet; j) procedează în corpul masculin.
3. Stabiliți cu ce organe este asociată fecundația: a) ovar;
b) trompele uterine;
c) vezicule seminale; d) uter; e) testicul.
4. În ce zonă în timpul gametogenezei are loc meioza?
a) reproducere; b) crestere; c) coacere.
5. Ce parte a oului este purtătoarea informației genetice?
a) citoplasmă; b) ribozomi; c) miezul; d) mitocondriile.
TESTE PE TEMA: „REPRODUCEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 2.
1. Enumeraţi principalele caracteristici ale reproducerii asexuate: a) un părinte; b) descendentul este unic din punct de vedere genetic; c) mecanismul celular principal - meioza; d) două persoane fizice părinte; e) dezvoltarea urmașilor din celulele corpului; f) descendenții sunt asemănători genetic; g) mecanismul celular principal - mitoza; h) dezvoltarea unui descendent din ha met.
2. Enumeraţi caracteristicile ovogenezei: a) apare în corpul feminin; b) curge în testicul; c) cuprinde 4 perioade;
d) începe în embriogeneză; e) procedează în ovar; f) începe la pubertate; g) cuprinde 3 perioade; h) se termina cu formarea a 4 gameti; i) se încheie cu formarea a 1 gamet; j) procedează în corpul masculin.
3. Stabiliți ce organe sunt asociate cu maturarea ovulului: a) ovar; b) trompele uterine; c) vezicule seminale; d) uter; e) testicul.
4. Care este setul de cromozomi din spermatozoizi?
5. Ce celule sexuale umane sunt implicate în fertilizare?
a) celula ou; b) spermatozoizi; c) ovocitul II; d) spermatide.
TESTE PE TEMA: „REPRODUCEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 3.
1. Enumeraţi principalele caracteristici ale reproducerii sexuale: a) un părinte; b) descendentul este unic din punct de vedere genetic; c) mecanismul celular principal - meioza; d) două persoane fizice părinte; e) dezvoltarea urmașilor din celulele corpului; f) descendenții sunt asemănători genetic; g) mecanismul celular principal - mitoza; h) dezvoltarea unui descendent din ha met.
2. Precizați caracteristicile structurale ale spermatozoizilor:
3. Stabiliți ce organe sunt asociate cu formarea spermatozoizilor: a) ovar; b) trompele uterine; c) vezicule seminale; d) uter; e) testicul.
4. Ce set de cromozomi are un ou?
5. Cati spermatozoizi trebuie sa fie continuti in material seminal pentru ca fertilizarea sa aiba loc?
a) 150; b) 1500; c) 15000; d) 150.000.000.
TESTE PE TEMA: „REPRODUCEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 4.
1. Indicaţi principalele forme de reproducere asexuată: a) diviziune multiplă; b) partenogeneza; c) împărțire simplă; d) fragmentare; e) înmugurire; f) înmulțirea vegetativă; g) sporulare; h) cu fertilizare.
2. Specificați caracteristicile structurale ale oului:
a) dimensiune mare; b) un volum mare de citoplasmă; c) nucleu haploid; d) un volum mic de citoplasmă; e) prezența unei cozi; f) dimensiuni reduse; g) prezenţa unui acrozom; h) stocuri de galbenus.
3. Ce gameți produc testiculele?
a) ouă; b) sperma.
4. Care dintre modalitățile de reproducere ale organismelor au apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție?
a) vegetativ; b) asexuat; c) sexuale.
5. Cât timp există un ovul la om?
a) 48 de ore; b) 24 de ore; c) 72 de ore; d) 12 ore.
Subiectul lecției: Reproducerea și dezvoltarea individuală a organismelor.
Lucru: biologie
Clasă: Clasa a 9-a
Tipul de lecție : lecție de probă
Cuvinte cheie: biologie, lecție, netradiționale, controlul cunoștințelor, reproducere, ontogeneză, metamorfoză
Scopul lecției: generalizarea și consolidarea cunoștințelor despre formele și metodele de reproducere a organismelor vii, particularitățile fertilizării la plante și animale, procesul de ontogeneză a organismelor vii.
Obiectivele lecției:
1. Efectuați controlul cunoștințelor asupra materialului studiat, activați dezvoltarea gândirii logice prin utilizarea metodelor active de control; abordare diferențiată a învățării.
2. Să-și formeze abilități și abilități de lucru cu termeni, carduri, sarcini de testare, să dezvolte interesul pentru subiect.
3. Pentru a insufla claritate și organizare în munca independentă, pentru a oferi fiecărui elev oportunitatea de a obține succes.
Echipament pentru lecție: tabele de botanică și zoologie înfățișând mușchi, ferigi, ciuperci, angiosperme, protozoare, anelide, artropode, cordate, sarcini de testare, carduri cu sarcini, o tablă interactivă.
Metode de lecție: vizuale, informare și dezvoltare, căutare și practică.
UMK: M.K. Gilmanov, L.U.Abshenova, A.R. Solovieva „Biologie” clasa a 9-a, Almaty „Atamұ ra”, 2009
În timpul orelor:
Organizarea timpului.
Profesorul îi întâmpină pe elevi, le dezvăluie scopul și obiectivele lecției, îi prezintă elevilor sarcinile lucrării de credit și criteriile de evaluare a lucrării.
Notă:
1. Profesorul poate evalua fiecare lucrare separat pentru o acumulare mai mare de note la lecție, sau puteți pune o notă pentru fiecare tip de lucrare și puteți afișa câte una globală, sau puteți pune un punct pentru fiecare lucrare efectuată.
2. Profesorul poate verifica el însuși temele finalizate după lecție sau la sfârșitul lecției, elevii fac schimb de lucrări și verifică în mod independent folosind cheile sugerate de profesor.
Lucrare de credit:
1. Corelați concepte:
(pentru un termen din prima coloană, selectați o definiție din a doua coloană)
Termen
Definiția termenului
1. Reproducere
2. Sporularea
3.Fragmentarea
4 metamorfoză
5. Partenogeneza
6 hermafroditism
7 ovogeneza
8. Conjugare
9 gametogeneză
10. Reproducerea sexuală
11.Ontogeneza
12. Fertilizare dublă
13 ectoderm
14 Blastula
15. Fertilizarea
1.Embrion sferic cu un singur strat cu o cavitate în interior.
2. Forma de reproducere în care se formează sporii.
3. Procesul de fuziune a gameților feminini și masculini.
4. Procesul de formare a ovocitelor.
5. O metodă de reproducere la care participă gameții.
6. Dezvoltarea postembrionară indirectă a organismelor.
7. Forma de reproducere inerentă angiospermelor.
8. O formă de reproducere în care organismul adult este împărțit în fragmente separate.
9.Strat de germeni exterior.
10. Forma de reproducere, în care are loc un schimb de material genetic.
11. Mod biologic de a vă menține specia.
12. Forma de reproducere sexuală, când diferiți gameți sexuali se coc într-un singur organism.
13. Dezvoltarea unui organism dintr-un ou nefertilizat.
14.Dezvoltarea individuală a organismului.
15. Procesul de formare a celulelor germinale.
1-11; 2-2; 3-8; 4-6; 5-13; 6-12; 7-4; 8-10; 9-15; 10-5; 11-14; 12-7; 13-9; 14-1; 15-3.
2. Precizați metoda de reproducere și forma acesteia la aceste organisme vii:
Organism viu
Metoda de ameliorare
Forma de reproducere
1.euglena verde
2.cainele este domestic
3.mușchi de sphagnum
4. zmeura comuna
5.bacilul tuberculos
6. champignon
7.broasca este verde
8.hidra polip
9. coada-calului de câmp
10.testoasa de mare
11.malaria plasmodium
12.Ferigă ferigă
13.rechin tigru
14. drojdie
15. râme
Asexual
Sexual
Asexual
Asexual
Asexual
Asexual
Sexual
Asexual
Asexual
Sexual
Asexual
Asexual
Sexual
Asexual
Sexual
Diviziunea mitotică
Fuziunea internă a gameților
Sporularea
Vegetativ, natural, stratificat
Diviziunea directă
Sporularea
Fuziunea externă a gameților
Care înmugurește
Sporularea
Fuziunea internă a gameților
Schizogonie
Sporularea
Fuziunea internă a gameților
Care înmugurește
Hermafroditismul
3. Lucrare de testare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”
1. Ce set de cromozomi sunt transportați de spermatozoizi:
2. Ce set de cromozomi are zigotul:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
3. Ce set de cromozomi au celulele somatice ale corpului:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
4. Ce set de cromozomi are endospermul embrionului seminței:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
5. Ce set de cromozomi are un ou de mamifer:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
6. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară mitotică:
7. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară meiotică:
A) Zona de reproducere; C) Zona de formare; C) Zona de creștere;
E) Zona de maturare; E) Zona de învățământ.
8. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai devreme decât oricine altcineva în procesul de evoluție:
A) Vegetativ; C) Fisiune binară; C) Înmugurire; E) Sexual; E) Butași.
9. Ce se formează ca urmare a ovogenezei:
A) Gameți; C) Ovul; C) Spermatozoizi; E) Zigot; E) Celulele somatice.
10. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție:
A) Vegetativ; C) asexuat; C) Înmugurire; E) Sexual; E) Fisiune binară.
11. Ce se formează ca urmare a gametogenezei:
A) Ovul; C) Spermatozoizi; C) Zigot;
E) Celule somatice; E) Celulele sexuale.
12. Ce parte din spermatozoid și ovul este purtătorul de informații genetice:
A) Ribozomi; C) Centrioli; C) Mitocondriile; E) Miezul; E) Lizozomi.
13. Câți spermatozoizi conțin un grăunte de polen:
A) 1; IN 2; C) 3; E) 4; E) 5.
14. Ce se dezvoltă din celula centrală fertilizată, sacul embrionar al ovarului:
A) Embrionul; C) Blastula; C) Spermatozoizi; E) Endosperm; E) Coaja semințelor.
15. Reproducerea sexuală a Spirogyra:
A) Hermafroditism; C) Fuziunea gameților; C) Autofertilizare;
E) Conjugarea; E) Partenogeneza.
Răspunsuri la munca de testare:
1-a
2 inchi
3 inchi
4-s
5 inchi
6-a
7-d
8 inchi
9-in
10-d
al 11-lea
12-d
13-in
14-d
15-d
4. Determinarea modului de dezvoltare postembrionară a organismelor
(dezvoltare directă sau dezvoltare cu transformare - metamorfoză)
1. Păianjen încrucișat-Direct dezvoltare
2. Broasca de mlaștină-Metamorfoză
3. Varză flutureMetamorfoză
4. Cancer de râuDirect dezvoltare
5. Homo sapiens -Dezvoltare directă
6 lăcusta asiaticăDezvoltare directă
8 muscă comună -Metamorfoză
9 corb negruDezvoltare directă
10 miere de albine -Metamorfoză
11.Gandac rosuDezvoltare directă
12. Triton comun -Metamorfoză
13. Mâncărime, mâncărime -Dezvoltare directă
14 Țestoasa de mlaștină-Dezvoltare directă
15 broasca verdeMetamorfoză
5. Determinați din ce organe din stratul germinativ se formează
(ectoderm, endoderm, mezoderm)
1.intestinaleEndoderm
2.unghiile-Ectoderm
3. Lumină-Endoderm
4.inimamezodermul
5.seminte -mezodermul
6.pancreas -Endoderm
7.pieleEctoderm
8.acord-mezodermul
9.muschiul scheletic -mezodermul
10.stomac-Endoderm
11.Nervii-Ectoderm
12.creierulEctoderm
13. rinichimezodermul
14. vezica urinaramezodermul
15. ficatEndoderm
3. Verificarea lucrării finalizate.
Lucrul în perechi:
Elevii fac schimb de lucrări finalizate între ei, profesorul de pe tabla interactivă deschide tastele fiecărei sarcini de testare. Elevii verifică lucrarea și introduc numărul de răspunsuri corecte în tabelul propus.
Nume, prenume
1.Leagă concepte
2.Metoda
și forma de reproducere
3. Lucru de testare
4.Metoda de dezvoltare postembrionară
5 straturi germinale
După completarea tabelelor, profesorul arată criteriile de evaluare a lucrării, elevii acordă note.
(toate cele 5 sarcini au câte 15 întrebări fiecare pentru a facilita evaluarea muncii efectuate)
15-13 calificare „5”
12-9 rating „4”
8-6 evaluare „3”
mai puțin de 6 răspunsuri rating „2”
4. Reflecția lecției.
Dragi băieți, aș dori să termin lecția noastră cu cuvintele lui A. Disterweg:
„Poți oferi cunoștințe unei persoane, sugerezi, dar el trebuie să le stăpânească prin propria activitate...”
Băieți, ce părere aveți... (comentariile studenților)
5. Tema pentru acasă:
1. Realizați o prezentare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”.
2. pentru studenții care au primit note „4,3,2” să studieze mai detaliat această temă.
Scopul lecției: generalizarea și consolidarea cunoștințelor despre formele și metodele de reproducere a organismelor vii, particularitățile fertilizării la plante și animale, procesul de ontogeneză a organismelor vii.
Obiectivele lecției:
1. Efectuați controlul cunoștințelor asupra materialului studiat, activați dezvoltarea gândirii logice prin utilizarea metodelor active de control; abordare diferențiată a învățării.
2. Să-și formeze abilități și abilități de lucru cu termeni, carduri, sarcini de testare, să dezvolte interesul pentru subiect.
3. Pentru a insufla claritate și organizare în munca independentă, pentru a oferi fiecărui elev oportunitatea de a obține succes.
Echipament pentru lecție: tabele de botanică și zoologie înfățișând mușchi, ferigi, ciuperci, angiosperme, protozoare, anelide, artropode, cordate, sarcini de testare, carduri cu sarcini, o tablă interactivă.
Metode de lecție: vizuale, informare și dezvoltare, căutare și practică.
UMK: M. K. Gilmanov, L. U. Abshenova, A. R. Solovieva „Biologie” clasa a 9-a, Almaty „Atamyra”, 2009
În timpul orelor:
1. Moment organizatoric.
Profesorul îi întâmpină pe elevi, le dezvăluie scopul și obiectivele lecției, îi prezintă elevilor sarcinile lucrării de credit și criteriile de evaluare a lucrării.
Notă:
1. Profesorul poate evalua fiecare lucrare separat pentru o acumulare mai mare de note la lecție, sau puteți pune o notă pentru fiecare tip de lucrare și puteți afișa câte una globală, sau puteți pune un punct pentru fiecare lucrare efectuată.
2. Profesorul poate verifica el însuși temele finalizate după lecție sau la sfârșitul lecției, elevii fac schimb de lucrări și verifică în mod independent folosind cheile sugerate de profesor.
2. Munca de credit:
1. Corelați conceptele:
(pentru un termen din prima coloană, selectați o definiție din a doua coloană)
|
Termen |
Definiția termenului |
|
1. Reproducere |
1.Embrion sferic cu un singur strat cu o cavitate în interior. |
1-11; 2-2; 3-8; 4-6; 5-13; 6-12; 7-4; 8-10; 9-15; 10-5; 11-14; 12-7; 13-9; 14-1; 15-3.
2. Indicați metoda de reproducere și forma acesteia la aceste organisme vii:
|
Organism viu |
Metoda de ameliorare |
Forma de reproducere |
|
1.euglena verde |
Asexual |
Diviziunea mitotică |
3. Lucrare de testare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”
1. Ce set de cromozomi sunt transportați de spermatozoizi:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
2. Ce set de cromozomi are zigotul:
3. Ce set de cromozomi au celulele somatice ale corpului:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
4. Ce set de cromozomi are endospermul embrionului seminței:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
5. Ce set de cromozomi are un ou de mamifer:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
6. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară mitotică:
7. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară meiotică:
A) Zona de reproducere; C) Zona de formare; C) Zona de creștere;
E) Zona de maturare; E) Zona de învățământ.
8. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai devreme decât oricine altcineva în procesul de evoluție:
A) Vegetativ; C) Fisiune binară; C) Înmugurire; E) Sexual; E) Butași.
9. Ce se formează ca urmare a ovogenezei:
A) Gameți; C) Ovul; C) Spermatozoizi; E) Zigot; E) Celulele somatice.
10. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție:
A) Vegetativ; C) asexuat; C) Înmugurire; E) Sexual; E) Fisiune binară.
11. Ce se formează ca urmare a gametogenezei:
A) Ovul; C) Spermatozoizi; C) Zigot;
E) Celule somatice; E) Celulele sexuale.
12. Ce parte din spermatozoid și ovul este purtătorul de informații genetice:
A) Ribozomi; C) Centrioli; C) Mitocondriile; E) Miezul; E) Lizozomi.
13. Câți spermatozoizi conțin un grăunte de polen:
A) 1; IN 2; C) 3; E) 4; E) 5.
14. Ce se dezvoltă din celula centrală fertilizată, sacul embrionar al ovarului:
A) Embrionul; C) Blastula; C) Spermatozoizi; E) Endosperm; E) Coaja semințelor.
15. Reproducerea sexuală a Spirogyra:
A) Hermafroditism; C) Fuziunea gameților; C) Autofertilizare;
E) Conjugarea; E) Partenogeneza.
Răspunsuri la munca de testare:
1-a
2 inchi
3 inchi
4-s
5 inchi
6-a
7-d
8 inchi
9-in
10-d
al 11-lea
12-d
13-in
14-d
15-d
4. Determinarea modului de dezvoltare postembrionară a organismelor
(dezvoltare directă sau dezvoltare cu transformare - metamorfoză)
1. Cruce de păianjen - Dezvoltare directă
2. Broasca de mlaștină - Metamorfoză
3. Fluture de varză Metamorfoză
4. Cancer de râu - Dezvoltare directă
5. Homo sapiens- Dezvoltare directă
6. Lăcustă asiatică Dezvoltare directă
7. Gândacul de mai - Metamorfoză
8. Muscă comună - Metamorfoză
9. Black Raven - Dezvoltare directă
10. Miere de albine- Metamorfoză
11. Gandacul rosu- Dezvoltare directă
12. Triton comun - Metamorfoză
13. Mâncărime, mâncărime - Dezvoltare directă
14. Țestoasa de mlaștină- Dezvoltare directă
15. Broasca verde- Metamorfoză
5. Determinați din ce organe din stratul germinativ se formează
(ectoderm, endoderm, mezoderm)
1.intestine - Endoderm
2.unghiile - Ectoderm
3.Plămâni - Endoderm
4.inima - mezodermul
5.testiculele - mezodermul
6.pancreas - Endoderm
7.piele - Ectoderm
8.acord - mezodermul
9.muschiul scheletic- mezodermul
10.stomac - Endoderm
11. nervi - Ectoderm
12.creierul Ectoderm
13. rinichi - mezodermul
14. vezica urinara - mezodermul
15. ficat - Endoderm
3. Verificarea lucrărilor efectuate.
Lucrul în perechi:
Elevii fac schimb de lucrări finalizate între ei, profesorul de pe tabla interactivă deschide tastele fiecărei sarcini de testare. Elevii verifică lucrarea și introduc numărul de răspunsuri corecte în tabelul propus.
După completarea tabelelor, profesorul arată criteriile de evaluare a lucrării, elevii acordă note.
(toate cele 5 sarcini au câte 15 întrebări fiecare pentru a facilita evaluarea muncii efectuate)
15-13 calificare „5”
12-9 rating „4”
8-6 evaluare „3”
mai puțin de 6 răspunsuri rating „2”
4. Reflecția lecției.
Dragi băieți, aș dori să termin lecția noastră cu cuvintele lui A. Disterweg:
„Poți oferi cunoștințe unei persoane, sugerezi, dar el trebuie să le stăpânească prin propria activitate...”
Băieți, ce părere aveți... (comentariile studenților)
42. Comparați procesele de mitoză și meioză.
Mitoza este o diviziune celulară care are ca rezultat două celule cu setul original de cromozomi (2n, dacă celula mamă a fost diploidă, și 1n, dacă celula a fost haploidă, de exemplu, când polenul este format dintr-un microspor); mitoza este un proces de reproducere fără sex. În meioză, ca urmare a două diviziuni succesive, în a doua dintre care nu se formează copii ale cromozomilor, din celula diploidă originală (2n) se formează patru celule haploide (n). În acest caz, se realizează o recombinare a trăsăturilor ereditare din cauza încrucișării, care are loc în profaza I a meiozei. (Semnificația mitozei și meiozei - vezi răspunsurile la întrebările 37 și 41).
43. Care sunt caracteristicile formării și structurii celulelor reproducătoare masculine și feminine?
Celulele reproductive masculine (gameți) - spermatozoizi - se formează ca urmare a spermatogenezei (coloana sperma- sămânță și geneză- naștere).
Acest proces are loc în trei etape: reproducerea în testicule a celulelor diploide ale țesutului spermatogen, în urma căreia se formează spermatocite (2n); creșterea spermatocitelor, însoțită de sinteza ADN și completarea celei de-a doua cromatide; maturarea spermatocitelor, care se divid prin meioză pentru a forma spermatozoizi haploizi (n).
Seturile de cromozomi ale spermatozoizilor (oameni și alte mamifere) diferă în cromozomi sexuali: unii poartă cromozomul X, iar alții cromozomul Y.
Celulele reproductive feminine (gameți) - ouă - se formează ca urmare a oogenezei (coloana ONU- un ou și geneză- naștere).
Acest proces are loc în ovare și în trei etape: reproducerea în ovare a celulelor diploide ale țesutului ovogen, în urma căreia se formează ovocite (2n); creșterea ovocitelor, însoțită de sinteza ADN și construcția celei de-a doua cromatide a cromozomilor; maturarea ovocitelor și diviziunea lor prin meioză. Ca rezultat, din ovocit se formează o celulă ou haploidă cu cromozomi cu o singură cromatidă (1n1c) și trei corpi de reducere (sau polari). În viitor, ovulul participă la procesul sexual, iar corpurile de reducere mor.
Procesul de formare a gameților masculini și feminini se numește gametogeneza(fig. 19).
Orez. 19. Schema spermatogenezei ( A) și oogeneză ( b)
Diferențele în structura spermatozoizilor și a ovulelor sunt asociate cu funcțiile lor. În timpul maturării, celulele ouă sunt acoperite cu membrane (în unele cazuri, de exemplu, la reptile, păsări și mamifere, apar o serie de membrane suplimentare). Funcția membranelor este de a proteja oul și embrionul de influențele externe adverse.
Funcția spermatozoizilor este de a furniza informații genetice ovulului și de a stimula dezvoltarea acestuia. În acest sens, în spermatozoizi are loc o restructurare semnificativă: aparatul Golgi este situat la capătul anterior al capului, transformându-se într-un corp circular (acrozom), care secretă enzime care acționează asupra cojii oului. Mitocondriile se împachetează compact în jurul flagelului emergent, formând un gât. Spermatozoizii formați conțin și centrioli.
44. Extinde sensul biologic al procesului de fertilizare.
Fertilizarea este procesul de fuziune a unui spermatozoid cu un ovul, urmat de fuziunea nucleelor acestora și formarea unui zigot diploid. Semnificația biologică a acestui proces constă în faptul că atunci când gameții masculin și feminin se contopesc, se formează un nou organism, purtând caracteristicile ambelor organisme parentale. Odată cu formarea gameților în meioză, apar celule cu o combinație diferită de cromozomi, prin urmare, după fertilizare, noi organisme combină caracteristicile tatălui și ale mamei în diferite combinații. Ca urmare, diversitatea ereditară a organismelor crește semnificativ.
45. Ce mod de reproducere a apărut evolutiv mai devreme? Vă rugăm să furnizați dovezi.
Reproducerea asexuată este mai veche din punct de vedere evolutiv; dovadă în acest sens este faptul că tocmai acest tip de reproducere este caracteristic procariotelor - bacterii și cianobacteriilor - primele organisme apărute pe Pământ.
În acest caz, celulele primesc aceleași informații ereditare care au fost conținute în celula originală (mamă).
46. Explicați avantajul evolutiv al reproducerii sexuale față de asexuat.
Pentru beneficiile reproducerii sexuale față de asexuate, vezi răspunsurile la întrebările 44 și 45.
47. Descrieți principalele etape ale dezvoltării embrionare. Ce semne în diferite stadii de dezvoltare ale embrionului uman indică originea sa animală?
Dezvoltarea embrionară este dezvoltarea unui animal de la debutul zigotului până la naștere. Primul stagiu - blastula(coloană blastos- primordium): embrionul are forma unei bile multicelulare monostratificate, goala in interior. Toți nucleii celulelor blastomere sunt diploizi și conțin aceeași informație genetică. Există de obicei 64 (uneori 128 sau mai mult) blastomeri într-o blastula. Dimensiunea blastulei nu depășește zigotul. Cavitatea din interiorul blastulei este primară (blastocoel). A doua faza - gastrula(coloană gaster- stomac: embrionul este bistratificat, are o cavitate intestinală, o deschidere bucală primară, două straturi de celule - ectoderm și endoderm. Acesta este urmat de stadiul de gastrula târzie (la toate animalele, cu excepția bureților și celenteratelor). În această etapă, apare un al treilea strat de celule - mezodermul, care este așezat între ecto- și endoderm. Inițial, arată ca două buzunare, ale căror cavități reprezintă cavitatea secundară a corpului. În embrionul de cordate, aceasta este urmată de etapă neurule- se formează un complex axial, format dintr-o notocordă și o placă neuronală, situate paralel între ele. Coarda ia naștere din endoderm (mai precis, din cordomezoderm), iar placa neuronală ia naștere din ectoderm.
Ulterior are loc diferențierea celulară: din ectoderm se formează epiteliul tegumentar, smalțul dinților, sistemul nervos și organele senzoriale. Din endoderm - epiteliu intestinal, glande digestive, plămâni. Din mezoderm - schelet, mușchi, sistemul circulator, organele excretoare, sistemul reproducător. La toate animalele și la oameni, aceleași straturi germinale formează aceleași organe și țesuturi. Aceasta este o dovadă că straturile germinale sunt omoloage și au o singură origine în evoluție. Dezvoltarea ulterioară a embrionului se desfășoară în strictă dependență a unor organe de altele (legea inducției embrionare de G. Spemann).
48. Care este subiectul geneticii și care sunt sarcinile și metodele acesteia?
Genetica este știința legilor eredității și variabilității organismelor. Genetica dezvoltă metode pentru a controla aceste procese. Include o serie de ramuri - genetica microorganismelor, plantelor, animalelor, oamenilor. Metodele genetice sunt folosite, de exemplu, în medicină (genetică medicală). Genetica este strâns legată de biologia moleculară, citologie, predare evolutivă, selecție.
Rezultatele obţinute în cercetarea genetică sunt de mare importanţă pentru medicină, inginerie genetică, biotehnologie şi alte domenii.
Diferite departamente de genetică folosesc metode diferite: hibridologică în genetica plantelor, genealogică, gemenă, citogenetică, biochimică - în genetica umană etc.
49. Dați o definiție a eredității și dezvăluie conținutul acesteia cu exemple specifice.
Ereditatea este proprietatea organismelor de a transmite caracteristicile lor și caracteristicile de dezvoltare generației următoare, adică. reproduce propriul lor fel. Ereditatea este o proprietate integrală a materiei vii. Se datorează stabilității relative (adică, constanța structurii) moleculelor de ADN.
Existența eredității este confirmată de asemănarea trăsăturilor externe și interne ale descendenților cu trăsăturile corespunzătoare ale organismelor parentale.
50. Extindeți natura universală a codului eredității ca dovadă a unității materiale a naturii vii.
Codul ereditar (genetic) este un sistem unificat de „înregistrare” a informațiilor ereditare din molecula de ADN sub forma unei secvențe de nucleotide. Acest cod este universal pentru toate organismele. Cele mai importante proprietăți ale codului sunt tripletitatea, universalitatea, specificitatea (vezi și întrebările 27 și 29).
51. Care sunt fundamentele citologice ale legilor moștenirii?
Citologia este o știință care studiază structura și activitatea celulelor. Pe vremea când G. Mendel publică observațiile sale despre caracterul moștenirii trăsăturilor la mazăre (1865), nu putea ști despre structura gameților, mitoză, meioză, structura și scopul ADN-ului etc. Dezvoltarea citologiei și a altor științe biologice a făcut posibil să se stabilească că cromozomii constau în principal din molecule de ADN, că genele sunt secțiuni ale ADN-ului, că fiecare celulă a corpului conține un set dublu de cromozomi (unul de la fiecare părinte) și, prin urmare, doi genele, definind fiecare trăsătură, iar singura excepție sunt celulele sexuale (gameții). Toate aceste informații au făcut posibil să se dea descoperirilor lui G. Mendel o fundamentare citologică.
Să luăm în considerare bazele citologice ale încrucișării monohibride, adică o astfel de încrucișare atunci când două plante de mazăre aparținând liniilor pure diferă doar într-o singură trăsătură, de exemplu, culoarea semințelor (mazăre). În acest caz, plantele părinte sunt desemnate prin litera latină P (din engleză. părinţi- parinti), femela - printr-un semn (oglinda lui Venus), masculul - printr-un semn (scut si sulita lui Marte). Încrucișarea se notează cu semnul de înmulțire x, plantele din prima generație sunt notate cu semnul F 1 - (din lat. filia- fii). Culoarea predominantă a semințelor, în acest caz galben, se numește dominant(din lat. domina- domnul) și notat cu litera A majusculă, iar culoarea suprimată, în acest caz verde, - recesiv(din lat. recesiv- digresiune) și notează o literă mică a.
După ce au adoptat astfel de denumiri, încrucișarea monohibridă poate fi descrisă după cum urmează.
Deoarece formarea gameților reduce numărul de cromozomi (și, prin urmare, de gene) din aceste celule la jumătate, fiecare gamet va conține o singură genă pentru culoarea semințelor: fie „galben”, fie „verde”. Când se formează hibrizi din prima generație (de la hibrida- o încrucișare), gameții se îmbină, se restabilește setul diploid de cromozomi și fiecare celulă F 1 poartă gene atât pentru semințe galbene, cât și pentru cele verzi. Dar în fenotip va apărea doar o culoare galbenă, care în acest caz domină. Acest model, descoperit de G. Mendel, a fost numit reguli de dominare, sau Prima lege a lui Mendel.
52. Explicați motivele care împiedică schimbul de gene între organisme de diferite specii.
Una dintre cele mai importante proprietăți de orice fel este așa-numita izolare reproductivă, adică prezența unor mecanisme speciale care împiedică introducerea genelor unei specii străine în propriul bazin de gene. Dacă nu ar exista astfel de mecanisme, atunci specia nu ar putea exista ca unitate evolutivă. Deosebit de importantă este izolarea reproductivă a speciilor strâns înrudite, probabilitatea de încrucișare care este mai mare decât a celor îndepărtate genetic. Protecția împotriva afluxului de gene străine poate fi realizată în diferite moduri.
De exemplu, timpul de maturare a gameților poate diferi în cazul speciilor strâns înrudite. Deci, timpul de depunere a icrelor nu coincide la speciile de pești strâns înrudite care se reproduc în aceleași locuri. Este posibil ca locurile de reproducere să nu se potrivească. De exemplu, diferite tipuri de broaște depun ouă în diferite corpuri de apă: bălți, lacuri, râuri etc. Una dintre formele de izolare poate fi un habitat preferat: unele tipuri de ranune cresc în pajiști, altele în mlaștini și altele pe marginea pădurilor. În plus, ovulul este de obicei capabil să recunoască spermatozoizii masculilor din propria specie, iar spermatozoizii „străini” nu pot pătrunde în el. Dacă s-a întâmplat acest lucru și s-a născut un hibrid interspecific, atunci de obicei nu este viabil, fie este steril. De exemplu, un hibrid de cal și măgar - un catâr, caracterizat printr-o rezistență mare, este steril datorită faptului că cromozomii neomologi ai unui măgar și un cal nu se pot conjuga în timpul meiozei și formării gameților cu drepturi depline în un catâr este imposibil.
Astfel, un întreg set de mecanisme de izolare a reproducerii creează o protecție fiabilă împotriva pătrunderii oricărui tip de gene străine în fondul genetic. Acest lucru face din fiecare specie o etapă stabilă în evoluția lumii organice care există de fapt pentru perioade foarte lungi de timp.
53. Descrie conceptele de „genă”, „alele”, „homozigot”, „heterozigot”, „dominanță”, „recesivitate” și ilustrează-le cu exemple.
Termenii enumerați în întrebare denotă conceptele de bază ale geneticii - știința eredității și a variabilității.
Gene(din gr. genos- gen, origine) este o secțiune a unei molecule de ADN care determină moștenirea unei anumite trăsături. Deoarece moleculele de ADN aflate în procesul de diviziune sunt răsucite în cromozomi, putem spune că o genă este o secțiune a unui cromozom.
Deoarece celulele somatice ale organismelor conțin un set dublu (diploid) de cromozomi omologi, câte unul de la fiecare individ parental și, prin urmare, două gene care determină dezvoltarea fiecărei trăsături în celulă. Ele sunt localizate în zone strict definite ale cromozomilor omologi - loci. Se numesc gene responsabile de dezvoltarea unei trăsături și care se află în același loci de cromozomi omologi gene alelice, sau alela... Toți gameții dintr-un individ dintr-o linie AA pură (sau de rasă pură) sunt aceiași, adică conțin gena A. Acești indivizi sunt numiți homozigot pe această bază (de la gr. homos- egal). Indivizii cu genele Aa formează două tipuri de gameți A și a într-un raport de 1: 1. Asemenea persoane sunt numite heterozigot(din greacă. heteros- variat). Varianta predominantă a unei trăsături dintre cele două posibile se numește dominant(din lat. domina- maestru), și suprimat - recesiv(din lat. recesiv- retragere). De exemplu, luând în considerare culoarea semințelor de mazăre, G. Mendel a constatat că culoarea lor galbenă domină peste verde.
54. Dați definiții conceptelor de „fenotip” și „genotip”. Care este diferența lor fundamentală? Cum este legat genotipul de fenotip din punctul de vedere al biologiei moleculare și al științei evoluției?
Se numește totalitatea tuturor semnelor unui organism, atât externe cât și interne fenotip... Se numește colecția tuturor genelor unui organism genotip... Genele sunt transmise de către organisme din generație în generație fără a se schimba. Modificările apar numai cu mutații, care sunt rare. Cu toate acestea, manifestările acțiunii genelor și natura trăsăturii emergente depind în mare măsură de condițiile de mediu. Astfel, fenotipul este determinat de genotip și de condițiile de mediu. Strict vorbind, nu trăsătura în sine este moștenită, ci capacitatea organismului de a demonstra trăsătura în anumite condiții de existență.
O genă determină structura unei singure proteine, care de obicei are proprietăți importante pentru organism, cum ar fi activitatea enzimatică. Prin sinteza proteinelor sau prin reglarea altor procese importante cu ajutorul enzimelor, se realizează manifestarea unuia sau altuia.
55. Ce fel de încrucișare se numește monohibrid și care sunt bazele sale citologice? Ce reguli și modele se manifestă în încrucișarea monohibridă? Ilustrați-le cu exemple.
Un monohibrid este încrucișarea a două organisme care diferă unul de celălalt într-un singur semn. Cu încrucișarea monohibridă, G. Mendel și-a început cercetările asupra legilor eredității. A încrucișat două plante de mazăre care diferă una de alta doar prin culoarea mazărei: galben și verde. În prima generație, toate mazărea erau galbene. Astfel, G. Mendel a constatat că culoarea galbenă a semințelor suprimă culoarea verde, sau domină. Acest model a fost numit reguli de dominare iar uneori se numește Prima lege a lui Mendel(a se vedea răspunsul la întrebarea 51).
Cu toate acestea, G. Mendel nu s-a oprit la analiza studiului culorii mazării în prima generație. A încrucișat două plante heterozigote din prima generație. În a doua generație, a avut loc despicarea și plantele au apărut nu numai cu galbene, ci și cu semințe verzi într-un raport de 3: 1.
Acest model a fost numit reguli de împărțire pentru hibrizii de a doua generație, sau A doua lege a lui Mendel... Mendel a mai descoperit că modelele pe care le-a descoperit se referă nu numai la culoarea semințelor, ci și la culoarea florilor, forma semințelor etc.
Din experimentele privind încrucișarea monohibridă pot fi trase o serie de concluzii.
1. Organismele transmit genele din generație în generație fără a le schimba. Acest lucru este confirmat de faptul că în prima generație nu au existat mazăre verde, totuși, gena a, care determină această culoare, a fost transferată neschimbată de la F 1 la F 2, unde semințele homozigoților recesivi aa sunt verzi.
2. Una dintre genele care determină fiecare trăsătură o suprimă pe cealaltă, adică o domină. Această concluzie a lui Mendel este adevărată pentru trăsăturile de mazăre, dar pot exista și alte relații între gene.
3. Având în vedere modelele de scindare care apar atunci când două mazăre heterozigotă sunt încrucișate, Mendel a sugerat că factorii ereditari (pe care acum îi numim gene) în timpul formării hibrizilor nu se modifică și nu se amestecă, rămânând neschimbați. Comunicarea între generații se realizează numai prin intermediul celulelor sexuale - gameți. Găsind apariția în F 2 a 25% dintre indivizii cu o trăsătură recesivă a părinților - semințe verzi - Mendel a constatat că acest lucru se poate întâmpla numai dacă este îndeplinită următoarea condiție: în timpul formării celulelor germinale, un singur factor ereditar (adică, o genă) din cuplurile alelice. Aceasta este formularea ipotezei lui Mendel, numită legea purității gameților.
Fundamentarea citologică a acestei legi constă în faptul că în timpul formării celulelor germinale se produce meioza, în urma căreia dintr-o celulă diploidă (2n) se formează patru gameți haploizi (n). Bineînțeles, într-un singur set de cromozomi gameți nu poate exista decât o singură genă care determină orice trăsătură (perechea alelică).
56. Ce reguli și tipare se manifestă în timpul traversării dihibride? Ilustrați-le cu exemple.
În natură, organismele din aceeași specie diferă unele de altele în multe feluri. Prin urmare, încrucișarea monohibridă, ca și încrucișarea dihibridă, poate fi observată numai în experiment. Care sunt modelele de moștenire în cazul în care organismele diferă în două moduri, adică cu încrucișarea dihibridă?
G. Mendel a ales două plante parentale homozigote care diferă doar prin culoare (galben și verde) și formă (netede și ridate) semințe. În acest caz domină culoarea galbenă (A) și forma netedă (B), iar culoarea verde (a) și forma încrețită (b) sunt semne recesive.
Astfel, ca urmare a încrucișării în prima generație (F 1), se formează indivizi heterozigoți AaBb, care conțin gene atât pentru trăsăturile dominante, cât și pentru cele recesive. Conform regulii de dominanță, vor avea mazăre galbenă netedă.
Fiecare plantă din F 1 produce patru tipuri de gameți: și anume 25% AB, Ab, aB și ab. Când sunt încrucișate, toate fuziunile accidentale posibile ale acestor patru specii de gameți pot fi descrise folosind așa-numita rețea Pennett. În cele 16 pătrate ale sale sunt scrise genotipuri și fenotipuri formate în F 2 în timpul încrucișării dihibride.
Dintr-o examinare a rezultatelor acestei încrucișări, este evident că, după fenotip, descendenții sunt împărțiți în 4 grupe: 9 galbene netede, 3 galbene șifonate, 3 verzi netede, 1 verde șifonată. Dar dacă luăm în considerare despicarea după o caracteristică, adică în funcție de culoarea semințelor, atunci raportul dintre galben și verde și neted și ridat va fi de 12: 4 = 3: 1, ca în încrucișarea monohibridă. Acest model a fost numit reguli independente de împărțire, sau combinație independentă a unei caracteristici... Mai târziu au început să o sune A treia lege a lui Mendel... Formularea acestei reguli este următoarea: la încrucișarea a doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două perechi de trăsături, împărțirea pentru fiecare pereche de trăsături are loc independent de alte perechi. Trebuie menționat imediat că această regulă este valabilă numai dacă genele perechilor de trăsături considerate se află în perechi diferite de cromozomi omologi.
57. Extindeți esența legii purității gameților. Care este rațiunea sa citologică?
Având în vedere tiparele de scindare care apar atunci când două mazăre heterozigotă sunt încrucișate, care diferă doar prin culoarea semințelor, Mendel a sugerat că factorii ereditari (pe care acum îi numim gene) în timpul formării hibrizilor nu se modifică și nu se amestecă, rămânând neschimbați. . Comunicarea între generații se realizează numai prin intermediul celulelor sexuale - gameți. După ce a descoperit apariția în F 2 a 25% dintre indivizii cu o trăsătură recesivă a părinților - semințe verzi, Mendel a descoperit că acest lucru se poate întâmpla numai dacă este îndeplinită următoarea condiție: în timpul formării celulelor germinale, un singur factor ereditar (adică , o genă) dintr-o pereche alelică intră în fiecare dintre ele... Aceasta este formularea ipotezei lui Mendel, care mai târziu a primit numele legea purității gameților... Fundamentarea citologică a acestei legi constă în faptul că în timpul formării celulelor germinale se produce meioza, în urma căreia dintr-o celulă diploidă (2n) se formează patru gameți haploizi (n). Bineînțeles, într-un singur set de cromozomi gameți nu poate exista decât o singură genă, care determină orice caracteristică (perechea alelică).
58. Cum se manifestă acțiunea multiplă a genelor și care sunt cauzele acestui fenomen?
În experimentele sale G. Mendel a investigat mazărea. Acele trăsături de mazăre, a căror moștenire a fost studiată de G. Mendel - culoarea sau forma semințelor - sunt determinate de gene individuale. Cu toate acestea, nu întotdeauna o genă determină moștenirea unei singure trăsături. Fenomenul când o genă este responsabilă pentru dezvoltarea unui număr de trăsături este numit acțiunea genelor multiple... Deci, de exemplu, un defect la o genă duce la dezvoltarea sindromului Marfan: la pacienți - degete lungi flexibile ("degete de păianjen"), dislocarea cristalinului ochiului, o încălcare a structurii inimii. În acest caz, toate aceste semne se bazează pe dezvoltarea anormală a țesuturilor conjunctive cauzată de acțiunea unei singure gene.
59. Extindeți esența traversării de analiză. Care este semnificația sa practică?
Genotipul este totalitatea tuturor genelor, iar fenotipul este totalitatea tuturor caracteristicilor unui organism. Mai mult, dacă fenotipul este dominant, este imposibil să se stabilească genotipul. De exemplu, plantele de mazăre cu semințe galbene pot avea atât genotipurile Aa, cât și AA. Pentru a stabili dacă o astfel de plantă este homozigotă sau heterozigotă, se efectuează o încrucișare de analiză. Pentru aceasta se încrucișează o plantă cu genotip necunoscut și o plantă homozigotă cu trăsătură recesivă aa. Dacă individul analizat are un set homozigot de gene - AA, atunci scindarea nu va avea loc în prima generație.
Dacă planta studiată este heterozigotă față de Aa, atunci în prima generație vor apărea indivizi cu o trăsătură recesivă, adică cu semințe verzi.
În acest fel, se poate stabili un genotip necunoscut al unui individ cu un fenotip dominant.
60. Care este esența celei de-a treia legi a lui G. Mendel și care sunt fundamentele ei citologice?
Vezi răspunsul la întrebarea 57.
61. Extindeți principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității. Care este esența legii lui T. Morgan?
În 1910-1920. Geneticistul american Thomas Morgan a formulat teoria cromozomală a eredității.
Conform acestei teorii, genele sunt regiuni ale cromozomilor. Acestea. un cromozom este un grup de gene conectate în serie - un grup de legătură. Acum știm că un cromozom este o moleculă de ADN și, prin urmare, o genă este o parte a acestei molecule. Toate celulele organismelor din aceeași specie conțin un anumit număr de cromozomi perechi (omologi) - 2n. Numărul n pentru o persoană este 23. Astfel, celulele noastre conțin 46 de cromozomi și numai în celulele germinale - spermatozoizi și ovule - câte 23. Fiecare genă are un loc strict definit în cromozom. Acest loc se numește locus a acestei gene.
Genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună, iar pentru trăsăturile determinate de aceste gene, legea lui Mendel a moștenirii independente a trăsăturilor este nedreaptă. Fenomenul de moștenire comună a genelor situate pe același cromozom se numește moștenire legată sau legea lui Morgan... Individ heterozigot cu două gene pe un cromozom,
vor forma două feluri de gameți A Bși a bîntr-un raport de 1: 1. Cu toate acestea, pe lângă astfel de gameți, gameții se pot forma în cantități mici. un Bși A b, deoarece genele alelice a și A sau b și B pot schimba locul, trecând de la un cromozom omolog la altul. Acest fenomen, descoperit tot de Morgan, a fost numit încrucișarea cromozomilor omologi, sau trecere peste.
62. Care sunt fundamentele citogenetice și semnificația biologică a procesului de crossing over?
Conform legii lui T. Morgan, genele situate pe un cromozom sunt moștenite împreună, adică. legat. Cu toate acestea, s-a dovedit că legea lui Morgan este uneori încălcată la încrucișarea cromozomilor sau la trecerea peste. Un individ heterozigot cu două gene A și B într-unul dintre cei doi cromozomi omologi și genele a și b în celălalt, conform legii lui Morgan, poate forma două tipuri de gameți:
Cu toate acestea, în realitate, pe lângă astfel de gameți, se formează și un anumit număr de gameți. un Bși A b, adică legea lui Morgan este încălcată. Aceasta se întâmplă în timpul profezei primei diviziuni a meiozei, când se apropie și se conjugă cromozomii omologi. În timpul conjugării, ei pot face schimb de regiuni cu gene alelice.
Cu cât genele sunt localizate mai departe în cromozom, cu atât este mai mare probabilitatea de încrucișare între ele și cu atât procentul de gameți cu recombinare a genelor este mai mare, ceea ce înseamnă că cu cât procentul de descendenți diferă de părinți. Astfel, trecerea este o sursă importantă de variabilitate combinativă.
63. Descrieți mecanismul cromozomial al determinării sexului la oameni și animale.
Celulele organismelor conțin un set dublu de cromozomi omologi, care se numesc autozomi, și doi cromozomi sexuali. Celulele femelelor conțin doi cromozomi sexuali omologi, care sunt de obicei denumiți XX. În celulele bărbaților, cromozomii sexuali nu sunt perechi - unul dintre ei este desemnat X, iar celălalt Y. Astfel, setul de cromozomi la bărbați și femei diferă într-un singur cromozom. La femei, fiecare celulă a corpului (cu excepția sexului) are 44 de autozomi și doi cromozomi sexuali XX, iar un bărbat are aceiași 44 de autozomi și doi cromozomi sexuali X și Y. În timpul formării celulelor sexuale, apare meioza și numărul de cromozomii din spermatozoizi si ovule scade de doua ori. La femei, toate ouăle au același set de cromozomi: 22 de autozomi și un cromozom X. La bărbați, se formează două tipuri de spermatozoizi într-un raport 1: 1 - 22 autozomi și X sau 22 autozomi și un cromozom Y. Dacă, în timpul fertilizării, un spermatozoid care conține un cromozom X pătrunde în ovul, va apărea un embrion feminin, iar dacă un spermatozoid care conține un cromozom Y se va forma un embrion masculin.
Astfel, determinarea sexului la om, alte mamifere, Drosophila, depinde de prezența sau absența cromozomului Y în spermatozoizii care fecundează ovulul. Imaginea opusă se observă la păsări și la mulți pești: XY este un set de cromozomi sexuali la femele, iar XX la masculi. La unele insecte, de exemplu, albinele, femelele au cromozomi XX, în timp ce masculii au un singur cromozom sexual X și nu există unul pereche pentru acesta. Prin urmare, în regnul animal, determinarea cromozomială a sexului poate diferi.
64. Extindeți caracteristicile moștenirii trăsăturilor legate de sex.
Cromozomii sexuali X și Y conțin un număr mare de gene. Moștenirea caracteristicilor pe care le definesc se numește moștenirea legată de sex, iar localizarea genelor în cromozomii sexuali se numește prin legarea genelor cu sexul.
De exemplu, cromozomul X uman conține o genă dominantă H, care determină coagularea sângelui. O persoană care este homozigotă recesiv pentru această trăsătură dezvoltă o boală severă de hemofilie, în care sângele nu se coagulează și persoana poate muri din cauza cea mai mică afectare a vaselor. Deoarece există doi cromozomi X în celulele femeilor, prezența genei h într-unul dintre ei nu implică boală, deoarece gena dominantă H este prezentă în cel de-al doilea dintre ei. În celulele bărbaților există doar un singur cromozomi X. cromozom. Dacă gena h este prezentă în ea, atunci omul va dezvolta hemofilie, deoarece cromozomul Y nu este omolog cu cromozomul X și nu are gena H sau h.
Să scriem o schemă pentru moștenirea hemofiliei.
Daltonismul se moștenește într-un mod similar - o incapacitate congenitală de a distinge culorile, cel mai adesea verde și roșu.
65. Cum se exprimă interacțiunea genelor și care este motivul acestui fenomen?
Nu întotdeauna o genă determină moștenirea unei trăsături. Un genotip este un sistem de gene care interacționează. În acest caz, atât genele alelice, cât și cele non-alelice pot interacționa între ele. Interacțiunea genelor alelice în funcție de principiul dominanță – recesiv a fost discutată mai sus. În plus, este adesea întâlnită dominanța incompletă, în care indivizii heterozigoți diferă ca fenotip de indivizii homozigoți. De exemplu, dacă A este gena pentru culoarea roșie dominantă și a este gena pentru culoarea albă recesivă a florii, atunci un individ cu genotipul AA are flori roșii, aa - alb și Aa - roz.
Următoarele tipuri de interacțiuni între genele non-alelice sunt adesea observate.
1. Complementaritatea.
Genele dominante se numesc complementare, în prezența cărora se dezvoltă o trăsătură în genotipul AB, spre deosebire de cazurile Ab sau aB, când această trăsătură este absentă.
2. Epistazis.
În acest caz, genele unei alele suprimă acțiunea altor gene non-alelice.
3. Acţiunea polimerică a genelor.
Multe proprietăți ale organismelor vii (greutate, mărime, fertilitate) nu pot fi împărțite în clase fenotipice clare. Astfel de semne se numesc cantitative. Cel mai adesea, ele sunt controlate nu de una, ci de mai multe perechi de gene non-alelice.
Care sunt motivele interacțiunii genelor? O proteină care este sintetizată cu participarea unei gene poate fi o enzimă necesară pentru manifestarea acțiunii unei alte proteine codificate de o genă complet diferită. Acest lucru poate explica interacțiunea complementară a genelor non-alelice. În alte cazuri, o proteină este capabilă să suprime sinteza proteinelor care are loc cu participarea unei alte gene - așa se manifestă epistaza.
Trăsăturile cantitative sunt de fapt un întreg set de trăsături mai simple. De exemplu, pentru o fertilitate ridicată, un porc trebuie să coacă simultan un număr mare de ouă, un porc trebuie să aibă o anumită dimensiune a uterului, un număr mare de glande mamare etc. Desigur, toate aceste trăsături sunt determinate de diferite alele ale genelor.
66. Descrie tipurile de mutații cunoscute de tine. Care este semnificația lor în procesul evolutiv, în practică?
Uneori, în timpul transferului de material genetic de la părinți la urmași, apar modificări cantitative sau calitative ale ADN-ului, iar celulele fiice primesc un set de gene care diferă de cele parentale. Se numesc astfel de schimbări în materialul ereditar, transmise generației următoare mutatii(din lat. mutatio- întoarce). Un organism care a dobândit noi proprietăți ca urmare a mutației se numește mutant... Teoria mutațională a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea. de citologul olandez Hugo de Vries.
Mutațiile au o serie de proprietăți.
1. Apar brusc, orice parte a genotipului poate suferi mutații.
2. Mai des sunt recesive, mai rar sunt dominante.
3. Poate fi dăunător, neutru și benefic pentru organism.
4. Trecut din generație în generație. Ele pot apărea sub influența atât a influențelor externe, cât și a celor interne.
Mutațiile sunt clasificate în mai multe tipuri. Punct, sau gena Mutațiile sunt modificări ale genelor individuale care pot apărea atunci când una sau mai multe perechi de nucleotide sunt înlocuite, aruncate sau inserate într-o moleculă de ADN.
Cromozomiale mutațiile sunt modificări în părți ale cromozomilor sau cromozomi întregi. Astfel de mutații pot apărea ca urmare a: deleții - pierderea unei părți a cromozomului; dublari - dublarea oricărei părți a cromozomului; inversiune - rotația unei porțiuni a cromozomului cu 180 o; translocare - detașarea unei părți a unui cromozom și mutarea acesteia într-o nouă poziție, de exemplu, unirea unui alt cromozom.
genomic mutațiile constau într-o modificare a numărului de cromozomi dintr-un set haploid. aceasta poate apărea ca urmare a pierderii unui cromozom din genotip sau, dimpotrivă, a creșterii numărului de copii ale unui cromozom din setul haploid. Un caz special de mutații genomice - poliploidie- o creștere a numărului de cromozomi din genotip, un multiplu de n.
Majoritatea mutanților au o vitalitate redusă și sunt eliminați prin selecție naturală. Pentru evoluția sau selecția de noi rase și soiuri sunt necesare acele indivizi rare care au mutații favorabile sau neutre. Semnificația evolutivă a mutațiilor este că ei sunt cei care creează schimbări ereditare care sunt materiale pentru selecția naturală.
Pentru a obține noi rase de animale, soiuri de plante și tulpini de microorganisme, factorii mutageni artificiali sunt utilizați pe scară largă.
67. Oferiți o justificare motivată pentru mutații similare la specii strâns înrudite.
După cum știți, mutațiile stau la baza variabilității ereditare. Academicianul N.I. Timp de mulți ani, Vavilov a studiat tiparele variabilității ereditare la plantele sălbatice și cultivate din diferite grupuri taxonomice. Aceste studii au făcut posibilă formularea legea seriei omoloage, sau legea lui Vavilov... Formularea acestei legi este următoarea: genurile și speciile apropiate genetic se caracterizează prin serii similare de variabilitate ereditară. Astfel, știind ce schimbări mutaționale apar la indivizii oricărei specii, se poate prezice că aceleași mutații în condiții similare vor avea loc în speciile și genurile înrudite.
N.I. Vavilov a urmărit variabilitatea multor trăsături în cereale. Din cele 38 de trăsături diferite caracteristice tuturor plantelor din această familie, 37 de trăsături au fost găsite la secară, 37 de trăsături la grâu, 35 fiecare la ovăz și orz și 32 la porumb.Cunoașterea acestei legi permite crescătorilor să prevadă dinainte ce trăsături vor modificarea acelui tip sau a altui tip ca urmare a expunerii la factori mutageni.
68. Extinde, folosind exemple specifice, importanța geneticii pentru dezvoltarea predării evolutive, selecție, medicină, conservarea naturii.
Teoriile evoluționiste moderne se bazează pe două principii principale: variația ereditară și selecția naturală. Mutațiile sunt considerate ca fiind materialul primar al procesului evolutiv. Când indivizi cu mutații diferite sunt încrucișați, indivizii apar cu combinații de gene noi, genotipuri noi și în viitor pot apărea noi specii. Prin urmare, putem spune că genetica, care studiază variabilitatea mutațională, stă la baza creării doctrinei evoluționiste moderne.
Creșterea este știința de a crea noi rase de animale, soiuri de plante, tulpini de microorganisme. Genetica este baza teoretică pentru selecție, deoarece cunoașterea legilor geneticii vă permite să controlați apariția mutațiilor, să preziceți rezultatele încrucișării și să selectați corect hibrizii. Ca urmare a aplicării în practică a realizărilor geneticii, s-au putut crea peste 10.000 de soiuri de grâu pe baza mai multor soiuri sălbatice originale, pentru a obține noi tulpini de microorganisme care sintetizează enzime, substanțe medicinale, vitamine etc.
Multe boli umane sunt cauzate de anomalii ale genotipului. Din cele aproximativ 5000 de boli ereditare, aproximativ 100 sunt boli cromozomiale, care pot fi detectate prin examinarea cromozomilor unui copil. Deci, boala Down este cauzată de prezența unui cromozom al treilea suplimentar din a 21-a pereche (trisomia pe cromozomul 21). Această boală este o consecință a unei erori în formarea gameților.
Cunoștințele de genetică sunt esențiale pentru o conservare eficientă. De exemplu, poluarea mediului cu factori mutageni duce inevitabil la numeroase mutații la diferite viețuitoare.
Astfel, genetica este baza teoretică pentru o serie de științe practice.
69. Comparați conceptele de „specie”, „rasă”, „varietate”. Dă exemple.
Lumea vie a Pământului este formată dintr-un număr mare de creaturi de diferite tipuri. O specie este unul dintre conceptele de bază ale biologiei. Doctrina speciei a fost dezvoltată de Charles Darwin.
Conform conceptelor moderne, o specie este o colecție de indivizi, asemănătoare ca structură, având același set de cromozomi, ocupând un anumit habitat (gamă), încrucișându-se liber între ei și dând urmași fertili. Există o serie de caracteristici - criteriile pe care trebuie să le îndeplinească indivizii aparținând aceleiași specii. Varietate (din lat. sortis- varietate) - un set de plante de orice fel (iar o rasă este un set de orice fel de animale) creat ca urmare a selecției și care posedă trăsături și proprietăți moștenite. Noi soiuri și rase sunt create de om în procesul de selecție artificială pentru a crește productivitatea sau pentru a obține substanțe cu noi proprietăți dezirabile.
De exemplu, pe baza unei specii de porumbei, au fost create peste 800 de rase ale acestor păsări. Munca de selecție pe termen lung a făcut posibilă creșterea a zeci de rase de pui domestici, care se disting prin producție mare de ouă, greutate mare, culori strălucitoare etc. Și strămoșul lor comun este un pui de bancă din Asia de Sud-Est. Reprezentanții sălbatici ai genului Gooseberry nu cresc pe teritoriul Rusiei. Cu toate acestea, pe baza speciilor de agrișe respinse găsite în vestul Ucrainei și Caucaz, s-au obținut peste 300 de soiuri, dintre care multe rodesc bine în Rusia.
70. Numiți și descrieți centrele de origine ale plantelor cultivate cunoscute de dvs. Descrieți contribuția lui N.I. Vavilov în dezvoltarea selecției.
N.I. Vavilov credea că regiunea cu cel mai mare număr de soiuri și soiuri din orice plantă este centrul originii istorice și al domesticirii acestei plante. După ce a organizat numeroase expediții pe toate continentele Pământului, cu excepția Antarcticii, N.I. Vavilov și colaboratorii săi au adunat o colecție imensă de soiuri de plante cultivate și soiuri ale strămoșilor lor sălbatici. Pe baza datelor obținute în timpul acestor expediții, N.I. Vavilov a deschis următoarele 7 centre de agricultură antică - centre de origine a plantelor cultivate.
1. Asia de Sud (India, Indochina, Indonezia) - orez, castravete, mango, vinete, trestie de zahar, lamaie, mandarina, portocala etc.
2. Asia de Est (China centrală, Japonia, Coreea) - mei, soia, hrișcă, ceapă, pere, măr, prune, ceai, muștar, ridiche, scorțișoară etc.
3. Asia de Sud-Vest (Asia Centrală, Transcaucazia) - secară, fasole, mazăre, morcovi, napi, bumbac, cânepă, nuci etc.
4. Mediterana (maluri ale Marii Mediterane) - masline, varza, sfecla, ovaz, marar, seminte de chimen, patrunjel etc.
5. Abisinian, sau etiopian, cel mai vechi dintre toate centrele - sorg, grâu, orz, banane, in etc.
6. America Centrală (Mexic și Insulele Golfului) - porumb, fasole, cacao, dovleac, ardei, roșii, floarea soarelui etc.
7. Andin, sau sud-american (parte din Columbia, Peru, Chile) - cartofi, barbie, tutun, arahide, ananas, cauciuc, căpșuni etc.
Trebuie avut în vedere că multe specii au fost domesticite simultan în mai multe centre: orz, măsline, grâu, ceapă, usturoi etc.
Până în prezent, există deja 12 centre primare de origine a plantelor cultivate.
O altă contribuție semnificativă a N.I. Vavilov în dezvoltarea geneticii și a selecției a fost descoperirea legii seriei omoloage de variabilitate ereditară. După cum știți, mutațiile stau la baza variabilității ereditare. Academicianul N.I. Timp de mulți ani, Vavilov a studiat tiparele variabilității ereditare la plantele sălbatice și cultivate din diferite grupuri taxonomice. Aceste studii au făcut posibilă formularea legii seriei omoloage, sau legea lui Vavilov (vezi întrebarea 67).
N.I. Vavilov a urmărit variabilitatea multor trăsături în cereale. Din cele 38 de trăsături diferite caracteristice tuturor plantelor din această familie, 37 de trăsături au fost găsite la secară și grâu, 35 la ovăz și orz și la porumb 32. Cunoașterea acestei legi permite crescătorilor să prevadă dinainte ce trăsături se vor schimba în acest sau respectiva specie ca urmare a expunerii la factori mutageni.
Până în prezent, legea seriei omoloage a fost confirmată și de exemplul ciupercilor, microorganismelor și animalelor. Motivele pentru mutații similare la specii strâns înrudite sunt că au același număr sau foarte asemănător de cromozomi și același aranjament de gene alelice în cromozomi.
71. Descrieţi principalele metode de ameliorare. Evaluați-le eficacitatea.
Principalele metode tradiționale de reproducere sunt selecția și hibridizarea.
Selecția se bazează pe selecția artificială, atunci când o persoană selectează indivizi de animale sau plante cu caracteristici de interes pentru el. Până în secolele XVI-XVII. selecția a avut loc inconștient, adică o persoană a selectat cele mai bune și mai mari semințe de grâu pentru semănat sau a crescut puii cei mai prolifici și mari, fără să se gândească că schimbă plantele și animalele în direcția de care avea nevoie.
Abia în ultimele secole, o persoană, încă neștiind legile geneticii, a început să folosească selecția în mod conștient sau intenționat, încrucișând acei indivizi care îl mulțumesc cel mai mult.
Cu toate acestea, prin metoda de selecție, o persoană nu poate obține proprietăți fundamental noi în organismele crescute, deoarece în timpul selecției este posibil să se evidențieze numai acele genotipuri care există deja în populație. Prin urmare, pentru obținerea de noi rase și soiuri de animale și plante se folosește hibridizarea, încrucișând indivizi cu trăsături dezirabile și selectând în continuare din urmași acei indivizi la care proprietățile benefice sunt cele mai pronunțate. De exemplu, un soi de grâu are o tulpină puternică și este rezistent la adăpostire, în timp ce un alt soi cu un pai subțire nu se infectează cu rugina tulpinii. Când plantele din două soiuri sunt încrucișate, la urmași apar diverse combinații de trăsături. Dar sunt selectate acele plante care, în același timp, au un pai puternic și nu se îmbolnăvesc de rugina tulpinii. Acest lucru creează o nouă varietate. În prezent, mutageneza artificială este utilizată pe scară largă pentru a obține noi modificări ereditare, deși probabilitatea apariției unor trăsături utile pentru oameni este foarte mică.
72. Extindeți valoarea practică a mutagenezei artificiale în practica de reproducere.
Mutațiile induse artificial sunt materialul de plecare pentru obținerea de noi soiuri de plante, microorganisme și, mai rar, animale. Mutațiile duc la apariția de noi trăsături ereditare, din care crescătorii selectează acele proprietăți care sunt benefice pentru oameni.
În natură, mutațiile sunt relativ rare, așa că crescătorii folosesc pe scară largă mutațiile artificiale. Efectele care cresc frecvența mutațiilor sunt numite mutagene. Frecvența mutațiilor este crescută de ultraviolete și razele X, precum și de substanțele chimice care acționează asupra ADN-ului sau a aparatului care asigură diviziunea.
Au fost obținute noi soiuri cu randament ridicat de orz și grâu prin mutageneză artificială și selecția ulterioară a mutanților. Prin aceleași metode, a fost posibil să se obțină noi tulpini de ciuperci care emit de 20 de ori mai multe antibiotice decât formele originale.
În prezent, în lume sunt cultivate peste 250 de soiuri de plante agricole, create prin mutageneza fizică și chimică. Acestea sunt soiuri de porumb, orz, soia, orez, roșii, floarea soarelui, bumbac și plante ornamentale.
Unul dintre cazurile speciale de mutageneză artificială este utilizarea colchicinei pentru a obține plante poliploide. Colchicina distruge fusul de diviziune, în urma căruia se formează celule, al căror set de cromozomi este înmulțit cu setul haploid - până la 4n, 6n etc. Astfel de hibrizi sunt foarte productivi. Poliploizii de sfeclă de zahăr, hrișcă, secară, trifoi, pepene verde etc. sunt folosiți pe scară largă.
Atunci când creează noi soiuri folosind mutageneza artificială, cercetătorii folosesc legea seriei omoloage de N.I. Vavilov. Un organism care a dobândit noi proprietăți ca urmare a mutației este numit mutant. Teoria mutațională a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea. de către citologul olandez Hugo de Vries (vezi întrebarea 66).
Va urma
