Войти
Закрыть

Поняття про каріотип. Хромосоми. Хромосомний аналіз

10 Клас

Кожна з хромосом є довгою молекулою ДНК, яка утворює складний комплекс із білками гістонами. Більшу частину свого існування хромосоми перебувають у неконденсованому стані й мають вигляд тонких ниток. Лише під час клітинного поділу вони конденсуються й утворюють чітко окреслені хромосоми. Під час поділу клітини майже всі хромосоми мають Х-подібну форму (мал. 31.1). Така форма зумовлена тим, що в цей момент кожна з хромосом складається з двох однакових ниток (хроматид), які з’єднані між собою в одній ділянці, що називається центромерою, а частини хроматид від цієї ділянки до їхніх кінців — плечами. Кінцеві ділянки плечей хромосом називають теломерами. Сукупність усіх хромосом клітини утворює її хромосомний набір. Сукупність ознак цього набору (кількість і форма хромосом, розташування центромер тощо), яка дозволяє його ідентифікувати, називають каріотипом. Каріотип можна зобразити у вигляді схеми — ідіограми (каріограми), на якій хромосоми розташовані у порядку зменшення довжини. Каріотип є одним із критеріїв виду, який дозволяє визначити належність до нього особин. Каріотип людини містить 22 пари аутосом (мал. 31.2) і дві статеві хромосоми (XX у жінок і XY у чоловіків). Статеві та нестатеві хромосоми Статеві хромосоми можуть бути одного або двох типів. Якщо у певного виду статеві хромосоми одного типу, то стать особини визначається тим, скільки статевих хромосом міститься в її хромосомному наборі — одна чи дві. Якщо статеві хромосоми двох типів, то одна стать має дві однакові статеві хромосоми (гомогаметна стать), а друга — дві різні (гетерогаметна стать)....

Гени структурні та регуляторні. Регуляція активності генів

10 Клас

За функціями гени живих організмів можна поділити на дві великі групи: структурні й регуляторні. Структурні гени містять інформацію про будову молекул білків та РНК, які входять до складу органел або цитоплазми клітин. Багато які із цих білків і РНК беруть участь в утворенні структур клітини, що й дало назву цьому типу генів. До цієї групи входять також гени ферментів та речовин, які клітина виділяє у навколишнє середовище (наприклад, слиз або речовини нектару). Регуляторні гени теж містять інформацію про структуру молекул білків або РНК. Але їхнє завдання — регулювати роботу структурних генів. Вони можуть її прискорити чи вповільнити. Або й зовсім припинити синтез продукту гена, який клітині на певний час не потрібен. Ці гени можуть діяти на різних етапах синтезу продуктів генів. Вони здатні впливати як на синтез або дозрівання РНК, так і на синтез білка. Навіщо потрібна регуляція роботи генів? У геномі еукаріотів міститься кілька тисяч генів, але для життєдіяльності й виконання своїх функцій кожній окремій клітині потрібно набагато менше генів. Так, у ссавців нервовій клітині зорового нерва не треба виробляти ферменти слини або статеві гормони. А клітині м’язів не потрібний синтез гемоглобіну. Тому більша частина генів у клітинах є неактивною, «вимкненою»....

Організація спадкового матеріалу еукаріотичної клітини

10 Клас

Характерною рисою еукаріотів є те, що більша частина ДНК в їхніх геномах є некодуючими ділянками, тобто ділянками, які не містять працюючих генів. Спочатку таку ДНК назвали сміттєвою, бо думали, що вона непотрібна організму. Але потім виявилося, що вона може відігравати важливу роль у регуляції роботи геному й еволюційних процесах. Проте, остаточно роль цих ділянок ДНК ще не з’ясовано. Ще однією характерною рисою геномів еукаріотичних організмів є наявність довгих ділянок повторюваних нуклеотидних послідовностей різної довжини. їхні функції ще недостатньо вивчені. Позаядерний геном еукаріотів Позаядерна частина геному — це гени, що розташовані в пластидах і мітохондріях (мал. 29.2). Молекула ДНК цих органел має форму кільця, вона не пов’язана з білками (не містить гістонів), і за своєю будовою дуже схожа на бактеріальну хромосому. Одна мітохондрія або пластида може містити по кілька копій цієї молекули ДНК. Деякі еукаріоти (наприклад, дріжджі) також можуть мати у своїх клітинах плазміди (маленькі кільцеві молекули ДНК). Молекули ДНК пластид і мітохондрій майже не містять некодуючих ділянок. У них зосереджені гени, які продукують речовини, що необхідні для функціонування цих органел (мал. 29.3). Але не всі гени, продукти яких беруть участь у роботі мітохондрій і пластид, розміщені у позаядерному геномі. Так, мітохондрії людини містять всього 37 генів, але більша частина генів, необхідних для роботи мітохондрій, міститься у ядерній частині геному....

Сучасні молекулярно-генетичні методи досліджень спадковості людини

10 Клас

Метод секвенування ДНК полягає у встановленні послідовності нуклеотидних основ (аденіну, тиміну, гуаніну й цитозину) на певній ділянці ДНК для подальшої ідентифікації такої ділянки і встановлення складу РНК та білків, які можуть бути на ній закодовані. Кількість нуклеотидних основ у ДНК еукаріотів дуже велика, тому її визначають за допомогою спеціальних приладів — секвенаторів (мал. 28.1), які здійснюють цей процес автоматично. Це дозволило в процесі реалізації проекту «Геном людини» здійснити секвенування ДНК всіх хромосом людини, хоча загальний розмір її геному становить 3,2 мільйярди пар нуклеотидів. Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) є методом, завдяки якому можуть більш ефективно працювати всі інші технології роботи з ДНК. Її головне завдання — збільшити кількість молекул ДНК, необхідних для їх аналізу. Якщо молекул досліджуваної ДНК для аналізу замало, то з допомогою ПЛР їхню кількість можна збільшувати в мільйони разів. І вже після цього можна аналізувати цю ДНК за допомогою будь-якого методу. ПЛР використовує принцип комплементарності ДНК. Цю реакцію здійснює фермент полімераза, який в клітині здійснює процес реплікації. Він прикріплюється до позначеного місця на нитці ДНК і синтезує копію однієї з її ділянок. Для позначення місця, де полімераза починає синтез, використовують спеціальні коротенькі ланцюжки ДНК — праймери, які визначає дослідник. Після синтезу спочатку підвищують температуру розчину. Висока температура руйнує водневі зв’язки, завдяки чому старий і новий ланцюги ДНК розходяться. Полімераза в цей час не працює. Потім температуру знижують і полімераза знову може працювати. Після цього починається новий цикл синтезу, але тепер уже на двох ланцюгах ДНК (мал. 28.2). Після повторення цього циклу 30-40 разів кількість ДНК стає достатньою для аналізу, навіть якщо спочатку зразок містив лише одну молекулу ДНК. Цю технологію широко використовують у діагностиці різних захворювань і в судовій медицині....

Закономірності спадковості. Гібридологічний аналіз

10 Клас

Основні закономірності спадковості були сформульовані Грегором Менделем у середині XIX століття. Він представив їх у вигляді кількох законів. Крім того, він створив наукову основу сучасного гібридологічного аналізу. Гібридологічний аналіз та основні типи схрещувань Гібридологічний аналіз — це дослідження характеру успадкування ознак за допомогою системи схрещувань. Його основою е гібридизація, яка полягає в схрещуванні організмів, які різняться між собою за однією чи кількома спадковими ознаками, наприклад, за забарвленням насінин, формою крил, довжиною ніг тощо. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами. Для здійснення дослідів із генетики й селекції вчені схрещують організми й досліджують батьківські організми та організми першого, другого й наступних поколінь. Залежно від кількості генів, які аналізуються, розрізняють моногібридне (один ген), дигібридне (два гени) і полігібридне (багато генів) схрещування. Аналізуюче схрещування У ході досліджень генетики часто здійснюють так звані аналізуючі схрещування. Аналізуюче схрещування — це схрещування особини з невідомим генотипом з особиною, гомозиготною за рецесивними алелями всіх досліджуваних генів (див. с. 113). Розглянемо його на конкретному прикладі. Таке схрещування дозволяє виявити гетерозиготні особини, тому що у разі схрещування з ними гомозиготної рецесивної форми, серед нащадків першого покоління буде спостерігатися розщеплення у співвідношення 1 : 1. А якщо досліджувана особина була домінантною гомозиготою, то розщеплення спостерігатися не буде (згідно з правилом одноманітності гібридів першого покоління)....

Основні поняття та методи генетики

10 Клас

Генетика — це наука, яка вивчає спадковість і мінливість живих організмів. Таку назву цієї науки запропонував англійський вчений В. Бетсон (1906 р). Спадковість — це здатність організмів у процесі онтогенезу формувати ознаки (характерні риси тощо), що властиві батьківським організмам та більш віддаленим предкам. Прикладами спадковості є рудий колір волосся, який діти отримують від батьків, однакова кількість крил і особливості їхньої будови у різних поколінь мухи дрозофіли, однакові форма й забарвлення плодів фруктів певного сорту (мал. 26.1). Мінливість — це власність організму формувати у процесі онтогенезу унікальний фенотип (сукупність характеристик, властивих індивіду на певній стадії розвитку). Прикладами мінливості є поява листків конюшини з чотирма лопатями, народження білої ворони у сірих батьків, несхожість рідних братів в одній родині. Основні поняття генетики До переліку основних понять в генетиці можна віднести ген, геном, генотип, фенотип, домінантний і рецесивний алелі. Ген — це окрема ділянка ДНК, яка відповідає за утворення однієї або кількох ознак організму. Сукупність генетичної інформації соматичної клітини організму називають генотипом. Генотип включає як ядерні, так і позаядерні гени, які входять до складу мітохондрій, пластид або плазмід (наприклад, у дріжджів). Часто генотипом називають сукупність алелей тільки тих генів, які розглядаються у певному дослідженні або в певній задачі....

Біологічна наука в Україні

10 Клас

Біохімік, доктор біологічних наук. Працював у Харківському університеті, довгі роки був його ректором. Основні роботи вченого присвячені біохімії білків. Досліджував будову й фізико-хімічні властивості білків для пояснення механізмів денатурації. Вивчав питання старіння колоїдів, фотосинтезу, обміну білків і нуклеїнових кислот. Автор понад 160 наукових публікацій. Міколог, доктор біологічних наук, професор, завідувач відділу мікології інституту ботаніки ім. М. Г. Холодного, член-кореспондент НАН України. Вивчала проблеми біології та таксономії водних грибів. Автор і співавтор понад 500 наукових праць, у тому числі понад 30 монографій. Тричі ставала лауреатом Державної премії України, лауреат премії ім. М. Г. Холодного НАН України. Флорист, систематик рослин, ботаніко, географ, член Київського товариства природодослідників. Вивчав флору Бессарабії, Кавказу. Одним із перших описав флору Індонезії, Тунісу, Алжиру та Середньої Азії. Відкрив і описав чотири нові для науки роди й понад 220 видів рослин, зібрав величезні колекції для природничих музеїв, написав понад 100 наукових праць....

Основні положення теми «Обмін речовин і перетворення енергії»

10 Клас

1. Поясніть, чому проблема йододефіциту поширена в одних регіонах (наприклад, у гірських) і майже відсутня в інших (наприклад, у приморських). 2. Охарактеризуйте особливості енергетичного обміну клітин автотрофних та гетеротрофних організмів на прикладі конкретних видів тварин і рослин. 3. Поясніть, як органічні речовини виконують структурну функцію в клітинах, на прикладі білків, ліпідів і вуглеводів. 4. Проаналізуйте етикетки на пляшках з мінеральною водою, яка є у продажу, та складіть рекомендації щодо використання різних її видів для людей з різним станом здоров’я. Завдання для роботи у групах 5. Проаналізуйте рівень небезпеки та способи захисту від токсичних сполук однієї з груп живих організмів, які трапляються на території України (змій, комах, павуків, грибів, рослин тощо), та представте результати у вигляді презентації. 6. Складіть три варіанти місячного харчового раціону людини для різного бюджету (починаючи від прожиткового мінімуму) таким чином, щоб урахувати потреби людини в енергії, вітамінах та мінеральних речовинах. Візьміть до уваги, що різні способи приготування їжі спричиняють втрату різної кількості корисних речовин у продуктах харчування. Представте результати у вигляді презентації....

Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму

10 Клас

Нервова регуляція здійснюється передусім вегетативною нервовою системою, яка поділяється на симпатичну і парасимпатичну. Як вам уже відомо, її діяльність ґрунтується на принципі антагонізму (протидії). Процеси, які стимулюють симпатична і парасимпатична нервова система, є протилежними. Так, симпатична нервова система прискорює серцебиття, а парасимпатична його гальмує. У результаті їхня одночасна і скоординована дія дозволяє дуже точно регулювати роботу внутрішніх органів (мал. 25.1). Виведення з організму продуктів обміну також значною мірою регулюється за допомогою нервової системи. Симпатична нервова система впливає на швидкість утворення сечі, з якою виводяться продукти обміну. Її сигнали звужують артерії судинних клубочків у нирках. Якщо звужуються артеріоли, які несуть кров до клубочків, то сечі утворюється менше, якщо ті, які виносять кров з клубочків, — більше. Парасимпатична нервова система теж впливає на роботу нирок, регулюючи виділення NaCl. Гуморальна регуляція процесів метаболізму Гуморальна регуляція — це координація фізіологічних функцій організму за допомогою гормонів — специфічних речовин, що переносяться різними рідинами організму (кров, лімфа, тканинна рідина). Гуморальну регуляцію здійснюють ендокринні залози (залози внутрішньої секреції), які і є виробниками гормонів. Ендокринні залози виділяють речовини, які вони виробили, у кров....

Знешкодження токсичних сполук

10 Клас

Після потрапляння токсичних сполук в організм з ними відбувається один з двох процесів — біотрансформація або фіксація. Фіксація — це взаємодія молекул токсичної речовини з певними білками, за якої самі молекули токсичних сполук не змінюються, а утворюють з молекулами цих білків комплекси. Такі комплекси знижують або взагалі ліквідують токсичну дію цієї речовини і через деякий час виводяться з організму. Біотрансформація — це біохімічні перетворення токсичних сполук, які змінюють їхній хімічний склад. У більшості випадків результатом біотрансформації є зменшення токсичних властивостей речовини (детоксикація). Але в деяких випадках токсичність сполуки навпаки, підсилюється. Відомі також сполуки, які стають токсичними саме внаслідок біотрансформації. Наприклад, у разі потрапляння в організм людини метилового спирту токсичну дію здійснює не сам спирт, а продукти його розщеплення, що утворюються в результаті біотрансформації, — формальдегід і мурашина кислота. Біохімічною основою процесів біотрансформації є реакції, які приєднують або відщеплюють від молекули такі групи, як метильна (-CH3), ацетильна (-СН3СОО), карбоксильна (-СООН), гідроксильна (-ОН), а також атоми Сульфуру і групи, до складу яких такі атоми входять. Дуже важливими для процесів біотрансформації є також реакції синтезу (кон’югації), в результаті яких токсичні речовини взаємодіють з деякими молекулами клітин (гліцином, глюкуроновою кислотою тощо) і утворюють безпечні для організму комплекси — кон’югати. Основним органом в організмі людини, в якому відбувається біотрансформація, є печінка. В ендоплазматичній сітці клітин цього органа зосереджена велика кількість ферментів, які здійснюють перетворення токсичних сполук. Цей процес також відбувається в кишковому тракті, легенях, нирках, крові та жировій тканині....

Навігація