Войти
Закрыть

Генотип як цілісна система. Цитоплазматична спадковість

11 Клас

Що таке ген? Раніше ви дізналися про хімічну природу гена*. Тривалий час, доки не було з’ясовано структуру нуклеїнових кислот і генетичний код, ген вважали неподільною одиницею спадкової інформації, рекомбінацій і мутацій. Але згодом з’ясували, що зміни можуть зачіпати не весь ген, а лише певну його частину. Під час кросинговеру гомологічні хромосоми можуть обмінюватися як цілими генами, так і їхніми частинами. Мінімальна ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка може бути поділена під час кросинговеру, становить усього 1-2 пари нуклеотидів. Проте ген - цілісна функціональна одиниця, оскільки будь-які порушення його структури змінюють закодовану в ньому інформацію або призводять до її втрати. Серед генів розрізняють структурні, що кодують структуру білків і РНК певних типів, і регуляторні, які слугують місцем приєднання ферментів та інших біологічно активних речовин. Останні впливають на активність структурних генів і беруть участь у процесах подвоєння ДНК і транскрипції. Розміри регуляторних генів порівняно зі структурними, зазвичай, незначні (мал. 53). Отже, ген - фактор спадковості, функціонально неподільна одиниця генетичного матеріалу у вигляді ділянки молекули нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК). Він кодує первинну структуру білка, молекули тРНК чи рРНК або взаємодіє з біологічно активними речовинами (наприклад, ферментами). Яка організація геному в різних організмів? У різних організмів кількість генів у геномі може значно варіювати. Найпростіше організований геном вірусів. Він може включати від одного гена до кількох сотень генів. Геном прокаріотів містить як структурні, так і регуляторні гени. Наприклад, ДНК кишкової палички складається з 3 800 000 пар нуклеотидів, а кількість структурних генів - приблизно 1 000. Майже половина довжини такої молекули генетичної інформації не несе, це ділянки, розташовані між окремими генами (так звані спейсери; від англ. спейс - простір)....
0 Переглянути

Генетика статі. Успадкування, зчеплене зі статтю

11 Клас

Як визначається стать різних груп організмів? Ще наприкінці XIX століття вчені звернули увагу на те, що хромосомні набори самців і самок різняться за будовою хромосом однієї з пар. У диплоїдних соматичних (нестатевих) клітинах самок багатьох видів тварин хромосоми всіх пар подібні за будовою, тоді як у самців хромосоми однієї з пар різні. Такі хромосоми, як ви пам’ятаєте, називають статевими хромосомами. Так, у самців дрозофіли одна зі статевих хромосом має паличкоподібну форму (це так звана Х-хромосома), інша - гачкоподібну (Y-xpoмосома). У самок дрозофіли обидві статеві хромосоми мають однакову будову (Х-хромосоми). Отже, каріотип самок дрозофіли можна умовно позначити як 6А + XX, а самців - 6А + XY (символом «А» позначають нестатеві хромосоми - аутосоми, однакові за будовою в особин різної статі). Оскільки під час мейозу гомологічні хромосоми розходяться до різних гамет, то у особин однієї статі формується лише один тип гамет (гомогаметна стать), тоді як у особин протилежної - два (гетерогаметна стать). У багатьох групах організмів гомогаметною статтю є жіноча, а гетерогаметною - чоловіча (мухи, клопи, жуки, ссавці, більшість видів риб, деякі земноводні та дводомні рослини тощо), а в інших навпаки (метелики, плазуни, птахи, деякі риби і земноводні). У деяких видів особини різних статей відрізняються за кількістю статевих хромосом. Так, у коників у диплоїдному наборі самки є обидві статеві хромосоми, а самця - лише одна. Отже, у більшості роздільностатевих організмів стать майбутньої особини визначається в момент запліднення і залежить від того, скільки і які зі статевих хромосом поєднуються в зиготі (мал. 49, 50). Але крім хромосомного, існують й інші механізми визначення статі організмів. У деяких безхребетних тварин (наприклад, коловерток, багатощетинкового черв’яка динофілюса) стать майбутньої особини визначається ще до моменту запліднення. Ці тварини можуть утворювати яйцеклітини двох типів: великі, багаті на жовток, і дрібні, з невеликим запасом поживних речовин. З яйцеклітин першого типу розвиваються лише самки, а з другого - самці....
0 Переглянути

Явище зчепленого успадкування. Хромосомна теорія спадковості

11 Клас

Коли ми доводили статистичний характер законів спадковості, встановлених Г. Менделем, то для спрощення припускали, що кожна хромосома несе лише один ген. Але вчені вже давно звернули увагу на те, що кількість спадкових ознак організмів значно перевищує кількість їхніх хромосом у гаплоїдному наборі. Так, у гаплоїдному наборі мухи-дрозофіли, яка стала класичним об’єктом для генетичних досліджень, усього чотири хромосоми. Але кількість спадкових ознак і, відповідно, генів, які їх визначають, безсумнівно, значно більше. Отже, в кожній хромосомі є не один, а багато генів. Разом з ознаками, які успадковуються незалежно, існують і такі, що успадковуються зчеплено одна з одною, оскільки визначаються генами, розташованими в одній хромосомі. Такі гени утворюють групу зчеплення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі (наприклад, у дрозофіли 1n = 4, у людини - 1n = 23). Експериментально явище зчепленого успадкування довів видатний американський генетик Т.Х. Морган зі своїми співробітниками. Слід відзначити, що цей учений, як свого часу і Г. Мендель, вдало обрав об’єкт для своїх досліджень - муху-дрозофілу. Цих комах легко утримувати в лабораторіях. Вони мають високу плодючість і швидку зміну поколінь (за оптимальних умов утримання нове покоління з’являється кожні півтора-два тижні), невелику кількість хромосом, що значно спрощує проведення досліджень....
0 Переглянути

Відхилення при розщепленні від типових кількісних співвідношень, встановлених Г. Менделем

11 Клас

Чи завжди підтверджуються закони спадковості, встановлені Г. Менделем? Розглядаючи цитологічні основи законів спадковості та їхній статистичний характер, ми виходили з того, що один із алельних генів повністю пригнічує прояв іншого у фенотипі гібридної особини. Внаслідок цього у гетерозиготних організмів проявляється лише один із двох протилежних станів певної ознаки (домінантний). Але є домінантні алелі, які лише частково переважають над рецесивними. У таких випадках гетерозиготна особина за фенотипом більше нагадуватиме особину, гомозиготну за домінантною алеллю, але дещо відрізнятиметься від неї. Таке явище називають неповним домінуванням. Трапляються випадки, коли жодна з алелей не домінує над іншою. Тоді спостерігають проміжний характер успадкування. На малюнку 42 показано хід схрещування гомозиготних рослин нічної красуні, одна з яких мала червоне забарвлення віночка квітки, а інша - біле. Гібриди першого покоління хоча і були одноманітними, але їхній віночок був забарвлений у рожевий колір, тобто займав наче проміжне положення між відповідними фенотипами батьківських особин. Схрещуючи гібриди першого покоління між собою, спостерігали таке розщеплення серед їхніх нащадків за фенотипом: одна чверть гібридів другого покоління мала червоне забарвлення віночка, половина - рожеве і ще одна чверть - біле. Отже, через те, що жодна з алелей не домінує над іншою, фенотип гетерозиготних особин займає наче проміжне положення між відповідними фенотипами гомозиготних батьків, а серед гібридів другого покоління розщеплення за фенотипом відбувається у співвідношенні 1:2:1, а не 3:1, якби одна алель повністю домінувала над іншою....
0 Переглянути

Статистичний характер законів спадковості та їхні цитологічні основи

11 Клас

Що таке закон чистоти гамет? На той час, коли Г. Мендель проводив свої досліди з горохом, ще нічого не було відомо про гени, будову хромосом і процес мейозу. Але він запропонував закон чистоти гамет, який згодом знайшов своє експериментальне підтвердження. Цей закон стверджує, що в гібридного (гетерозиготного) організму гамети «чисті». Тобто кожна з гамет такого диплоїдного організму може мати лише один алельний ген і не може одночасно нести дві алелі. Які цитологічні основи і статистичний характер законів спадковості? Нестатеві (соматичні) клітини, як правило, мають диплоїдний набір хромосом, тобто в кожній з них є два алельні гени. Це можуть бути дві домінантні чи дві рецесивні алелі певного гена (гомозигота) або домінантна і рецесивна алелі (гетерозигота). Коли внаслідок мейотичного поділу утворюються статеві клітини, в кожну з них потрапляє тільки одна алель з кожної пари. Гомозиготна особина формує лише один сорт статевих клітин (домінантною або рецесивною алеллю певного гена), тоді як гетерозиготна - два сорти в рівних кількостях (50% з домінантною алеллю певного гена і 50% — з рецесивною). Користуючись малюнком 40, простежимо за гомологічними хромосомами при моногібридному схрещуванні гомозиготних особин гороху посівного. Для спрощення припустимо, що такі особини мають лише одну пару гомологічних хромосом (тобто кількість хромосом у диплоїдному наборі дорівнює двом: 2n = 2), а кожна з них містить тільки один ген. Хромосому з домінантною алеллю (А) на малюнку позначено жовтим кольором, а з рецесивною (а) — зеленим. Відомо, що нащадки, отримані від схрещування особин гомозиготних за домінантною та рецесивною алелями (гібриди першого покоління), будуть гетерозиготними (їхній генотип - Аа). Це пояснюється тим, що одну хромосому з домінантною алеллю вони дістають від одного з батьків, а іншу, з рецесивною, - від другого. Отже, такі рослини будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом....
0 Переглянути

Закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем

11 Клас

Які дослідження провів Грегор Мендель? Свої досліди Г. Мендель провів на рослині з родини Бобові - горосі посівному. Він виявився вдалим об’єктом для проведення генетичних досліджень. По-перше, відомо багато сортів цієї культурної рослини, які відрізняються різними станами певних спадкових ознак (забарвленням насіння, квіток, довжиною стебла, структурою поверхні насіння тощо) (мал. 33). По-друге, життєвий цикл гороху досить короткий, що дає можливість простежити передачу спадкової інформації нащадкам протягом багатьох поколінь. По-третє, горох посівний - самозапильна рослина, тому нащадки кожної особини, яка розмножувалась самозапиленням, є чистими лініями. Чисті лінії - це генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів і одержані внаслідок самозапилення або самозапліднення (мал. 36). Гомозиготною (від грец. гомос - однаковий і зиготос - сполучений разом) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певних генів. Але слід зазначити, що горох посівний можна запилювати і перехресно. Це дає можливість здійснювати гібридизацію різних чистих ліній. Схрещуючи чисті лінії гороху між собою, Г. Мендель одержав гетерозиготні (гібридні) форми. Гетерозиготною (від грец. гетерос - інший і зиготос) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть різні алелі певних генів. Отже, Г. Мендель застосував гібридологічний метод досліджень. На відміну від своїх попередників він чітко визначав умови проведення дослідів: серед різноманітних спадкових ознак виділяв різні стани однієї (моногібридне схрещування), двох (дигібридне) або більшої кількості (полігібридне) ознак і простежував їхній прояв у ряді наступних поколінь. Результати досліджень він обробляв статистично, що дало можливість встановити закономірності передачі різних станів спадкових ознак у ряді поколінь гіб-...
0 Переглянути

Генетика. Методи генетичних досліджень

11 Клас

Яка наука вивчає явища спадковості та мінливості? Закономірності спадковості та мінливості організмів досліджує наука генетика (від грец. генезіс). Це відносно молода біологічна наука. Датою народження генетики вважають 1900 рік, коли три вчені, які проводили досліди із гібридизації рослин, - голландець Г. де Фріз, німець К. Корренс та австрієць Е. Чермак незалежно один від одного відкрили ті самі закономірності успадковування ознак у рослин, які були встановлені 1865 року чеським дослідником Грегором Менделем і описані в його роботі «Досліди над рослинними гібридами». Сам термін «генетика» запропонував 1906 року англійський учений У. Бетсон. Як вам відомо, елементарною одиницею спадковості є ген (від грец. генос - рід) - ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка визначає спадкові ознаки організмів. Ген кодує первинну структуру молекули білка, РНК певного типу або ж взаємодіє з регуляторним білком. Прикладами спадкових ознак є колір очей або волосся, зріст, форма плодів. Але ви знаєте, що у різних людей колір очей чи волосся може бути різним, різною може бути і форма плодів рослин певного виду. Це свідчить про те, що певні гени можуть перебувати у різних станах. Такі різні стани одного гена називають алелями, або алельними генами (від грец. аллелон - взаємно). Алельні гени займають однакове положення в хромосомах однієї пари (гомологічних хромосомах) і визначають різні стани певних ознак (наприклад, високий чи низький зріст, рудий або чорний колір волосся, блакитний або зелений колір очей). В особин певного виду алельні гени можуть бути у різних поєднаннях. Якщо організм диплоїдний (тобто кожна хромосома має парну), то він може мати або дві однакові алелі певного гена, або різні. Але коли алелі різні, який саме стан ознаки проявиться? У багатьох випадках проявляється стан ознаки, зумовлений лише однією з двох різних алелей, а інший наче зникає. Алель, яка завжди проявляється в присутності іншої у вигляді певного стану ознаки, називається домінантною (від лат. домінантіс - панівний), а та, що не проявляється - рецесивною (від лат. рецессус - відступ, видалення). Явище пригнічення прояву однієї алелі іншою називають домінуванням. Наприклад, у помідорів алель, яка визначає червоне забарвлення плодів, домінує над алеллю жовтого; у людини алель, яка визначає карий колір очей, домінує над алеллю блакитного. Домінантні алелі позначають великими літерами латинського алфавіту (А, В, С, D тощо), а відповідні їм...
0 Переглянути

Про що ми дізналися з цього розділу. Розмноження та індивідуальний розвиток організмів

11 Клас

Однією з універсальних властивостей живих організмів є здатність до розмноження, завдяки якій підтримується безперервність життя на нашій планеті. Існують різні форми розмноження організмів. Нестатеве розмноження здійснюється за допомогою окремих нестатевих клітин, вегетативне - відокремленням від материнського організму багатоклітинних частин. При партеногенезі новий організм розвивається з незаплідненої яйцеклітини. Особливою формою розмноження є поліембріонія, за якої з однієї заплідненої яйцеклітини розвивається кілька зародків. За статевого розмноження дочірній організм розвивається із зиготи, що утворюється внаслідок злиття яйцеклітини та сперматозоїда. Статевий процес може відбуватись у формі копуляції або кон’югації. Статеві клітини забезпечують передачу спадкової інформації від батьківських організмів нащадкам. У хребетних тварин статеві клітини утворюються у статевих залозах у кілька стадій: розмноження, росту, дозрівання та формування. Розвиток зародка багатоклітинних тварин починається з дробіння зиготи або незаплідненої яйцеклітини, внаслідок якого утворюється одношарова бластула з порожниною всередині. З бластули утворюється дво- або тришаровий зародок - гаструла. Шари клітин, із яких складається гаструла, називають зарод- ковими листками (зовнішній - ектодерма, середній - мезодерма і внутрішній - ентодерма); вони дають початок усім тканинам і органам дорослих особин. Під час зародкового розвитку спостерігається процес диференціації - виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин і органів....
0 Переглянути

Поняття про життєвий цикл організмів

11 Клас

Що таке життєвий цикл? Життєвий цикл - це період між однаковими фазами розвитку двох або більшої кількості послідовних поколінь. У багатоклітинних організмів, як ви знаєте, індивідуальний розвиток завершується природною смертю. Безперервність життєвого циклу організмів забезпечують гамети (статеві клітини), які передають спадкову інформацію організмам дочірнього покоління. Тривалість життєвого циклу у різних організмів може бути різною. Наприклад, у бактерій або дріжджів проміжок між двома поділами клітини часто не перевищує 30 хвилин, тоді як у багатьох вищих рослин і хребетних тварин він триває багато років. Так, сосна звичайна починає розмножуватись лише на 30-40-му, риба білуга - на 12-18-му роках життя. Тривалі життєві цикли спостерігають і в деяких безхребетних тварин. Наприклад, личинки одного з видів південноамериканських цикад розвиваються протягом 17 років. Тривалість життєвого циклу залежить від кількості поколінь, які послідовно змінюють одне одного протягом одного року, або кількості років, протягом яких розвивається одне покоління. Розрізняють прості та складні життєві цикли. Що таке прості та складні життєві цикли? За простого життєвого циклу всі покоління не відрізняються одне від одного. Прості життєві цикли характерні для різних тварин: гідри, молочно-білої планарії, дощового черв’яка, річкового рака, павука-хрестовика, плазунів, птахів, ссавців....
0 Переглянути

Післязародковий розвиток тварин. Ріст і регенерація організмів

11 Клас

Післязародковий (постембріональний) розвиток - це період, який триває від народження або виходу із оболонок, що вкривають зародок, до настання здатності до розмноження. У цей період відбуваються ріст організму і диференціювання деяких органів (наприклад, статевих залоз). Яким може бути післязародковий розвиток тварин? Післязародковий розвиток тварин може бути прямим або непрямим. За прямого розвитку щойно народжена тварина загалом нагадує дорослу. Прямий розвиток можливий завдяки ембріонізації. Ембріонізація - явище, коли зародковий період подовжується за рахунок живлення зародка поживними речовинами материнського організму (плацентарні ссавці, деякі хрящові риби) або яйця (плазуни, птахи) (мал. 24). Біологічне значення ембріонізації розвитку полягає в тому, що народжується або вилуплюється з яйцевих оболонок тварина на вищому рівні розвитку. Це зменшує вразливість організму при дії зовнішніх чинників. У плацентарних ссавців, деяких сумчастих, акул, скорпіонів одна із зародкових оболонок зростається зі стінками розширеної частини яйцепроводів (матки). Через стінки цього органа до зародка надходять поживні речовини та кисень і виводяться продукти обміну речовин та вуглекислий газ. Процес появи на світ такого зародка називають справжнім живонародженням. Якщо зародок розвивається за рахунок запасних поживних речовин яйця всередині материнського організму і звільняється від яйцевих оболонок ще в органах статевої системи, то таке явище називають яйцеживонародженням (деякі ящірки, змії, акваріумні риби - гуппі та мечоносці, попелиці тощо). Коли зародок розвивається в яйці поза материнським організмом і молодий організм виходить із нього безпосередньо у зовнішнє середовище, то таке явище дістало назву яйценародження (більшість плазунів, птахи, членистоногі, кишковопорожнинні тощо)....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 56
Назад

Навігація