Koji se način razmnožavanja pojavio u novije vrijeme? Sažetak lekcije „Razmnožavanje i individualni razvoj organizama. Opišite vrste mutacija koje poznajete. Kakvo je njihovo značenje u evolucijskom procesu, u praktičnim aktivnostima?
Odgovori na školske lektire
Razmnožavanje organizama je proces reprodukcije vlastite vrste, osiguravajući kontinuitet i kontinuitet života. Ovo je svojstvo karakteristično samo za žive organizme, po čemu se oni bitno razlikuju od objekata nežive prirode.
2. Što je bit nespolnog razmnožavanja?
U procesu evolucije prvo je nastalo nespolno razmnožavanje, a tek kasnije - spolno razmnožavanje.
Aseksualnim razmnožavanjem nastaje nova generacija uz sudjelovanje samo jedne roditeljske jedinke, koja na nju u potpunosti prenosi sve svoje nasljedne kvalitete i karakteristike. Svi oblici nespolnog razmnožavanja temelje se na mitotičkoj staničnoj diobi.
Ovaj način razmnožavanja nalazimo u prirodi (među životinjama - protozoama, crijevima, crvima itd., kao iu većini biljaka) i koristi se u narodnom gospodarstvu: u mikrobiološkoj industriji za razmnožavanje bakterija i kvasaca; u poljoprivredi tijekom vegetativnog razmnožavanja biljaka iu tehnologiji kulture tkiva.
3. Koje vrste nespolnog razmnožavanja poznajete?
Najjednostavniji oblik nespolnog razmnožavanja je fisija, gdje se roditelj dijeli na dva identična dijela. Tako se razmnožavaju bakterije, protozoe i mnoge jednostanične alge.
Drugi oblik nespolnog razmnožavanja je pupanje. Nalazi se u jednostaničnim (kvasci) i višestaničnim (hidra) organizmima. Proces nespolnog razmnožavanja koji se naziva sporulacija prilično je raširen u prirodi (tako se razmnožavaju gljive, alge, mahovine, paprati i neke jednostanične životinje).
Postoji i proces fragmentacije, kada se iz dijela matičnog organizma formira organizam kćer (nitaste alge, planarije). Ovaj se proces temelji na sposobnosti tijela da obnovi izgubljene dijelove tijela.
Kod biljaka je vrlo rašireno vegetativno razmnožavanje, pri čemu nove jedinke nastaju iz dijelova matične biljke (izbojak, korijen) i nasljeđuju sva njezina svojstva. Neke biljke za tu svrhu imaju posebno modificirane organe: lukovice, gomolje, rizome. Mnogi od njih također služe kao skladišni organi, u kojima se talože hranjive tvari, omogućujući biljci da preživi nepovoljno razdoblje - zimu, sušu.
4. Kako dolazi do nespolnog razmnožavanja kod praživotinja?
Nespolno razmnožavanje u protozoa ostvaruje se diobom. Ovaj proces počinje od kernela. Rasteže se, poprima duguljasti oblik, a zatim se mitozom dijeli. Jezgre kćeri se udaljavaju jedna od druge. U citoplazmi se formira poprečno suženje ili septum, koji, postupno produbljujući, dijeli majku na dvije kćeri.
5. Što je pupanje?
Pupanje je oblik nespolnog razmnožavanja. Nalazi se u jednostaničnim i višestaničnim organizmima. Na primjer, tako se razmnožavaju jednostanične gljive i kvasci. Prvo se na matičnoj stanici formira mala kvrga - pupoljak. Ona raste i povećava se u veličini. Jezgra matične stanice se dijeli. Zatim se jedna od dobivenih jezgri kćeri pomiče u bubreg. Nastaje nova stanica. Ona može nastaviti živjeti s majkom ili se odvojiti od nje i krenuti u samostalan život.
6. Koji se organizmi razmnožavaju pupanjem?
I jednostanični i višestanični organizmi razmnožavaju se pupanjem. Tako se razmnožavaju jednostanične gljivice kvasci. Višestanična hidra koristi isti način razmnožavanja, ali njen pupoljak formira skupina stanica.
7. Dolazi li do pupanja kod biljaka?
U biljkama se pupanje može primijetiti, na primjer, u Kalanchoe. Njegovi listovi imaju posebne velike stanice iz kojih nastaju male biljke.
8. Što je spora?
Spora je posebna vrsta stanice s vrlo gustim membranama. Spore mogu dugo ostati u stanju mirovanja, u ovom obliku mogu preživjeti hladnoću, toplinu, sušenje i višak vlage. Kad nastupe povoljni uvjeti, klijaju, dijele se i iz njih nastaju nove jedinke.
9. Koji se organizmi razmnožavaju sporama?
Neke jednostanične životinje, gljive i mnoge biljke razmnožavaju se sporama. Kod višestaničnih biljaka, kao što su višestanične alge, mahovine, paprati, kao i kod viših gljiva, spore se stvaraju u posebnim organima – sporangijima.
10. Koji se organi cvjetnice nazivaju vegetativnim?
Vegetativni organi su mladica (stabljika s listovima i pupoljcima) i korijen.
11. Koji se način razmnožavanja naziva vegetativnim?
Vegetativno razmnožavanje je način razmnožavanja pri kojem se iz dijelova matične biljke (izbojak, korijen) formiraju nove jedinke koje nasljeđuju sva njezina svojstva. Neke biljke za tu svrhu imaju posebno modificirane izdanke: lukovice, gomolje, rizome.
A. dioba svih stanica
B. dioba stanica jednostaničnog organizma
B. dioba prokariotskog organizma
D. dioba eukariotske stanice, koja proizvodi dvije stanice kćeri
Što se događa u telofazi?
A. formiranje vretena
B. stvaranje novih jezgri i citokineza
B. odvajanje kromosoma
D. kretanje kromosoma prema središtu stanice
Koliko bi kromosoma trebala sadržavati svaka ljudska spolna stanica?
Vrsta stanične diobe popraćena je smanjenjem broja kromosoma:
B. amitoza
G. shizogonija
Koliko membrana ima ljudsko jaje?
G. četiri
Privremeni organ koji tvori posteljicu:
A. amnion
B. koriona
V. alantois
G. žumanjčana vrećica
Koliko kritičnih razdoblja postoji u ljudskoj embriogenezi?
G. četiri
Troslojni zametak
A. zigota
B. morula
V. blastula
G. gastrula
Blastula nastaje tijekom:
A. drobljenje
B. histo- i organogeneza
B. gastrulacija
G. postembrionalni razvoj
Koje su faze postembrionalnog razvoja karakteristične za kukolja?
A. jaje-kukuljica-ličinka-odrasla jedinka
B. jaje-ličinka-kukuljica-odrasla jedinka
B. jaje-ličinka-odrasla osoba
G. ličinka-kukuljica-odraslo jaje
Razmnožavanje sporama tipično je za:
A. virusi, bakterije, biljke, gljive
B. biljke, gljive, protozoe
B. bakterije, biljke, gljive, protozoe
G. sva kraljevstva prirode
Što nastaje tijekom organogeneze ektoderma?
A. živčani sustav
B. dišni sustav
B. krvožilni sustav
D. probavni sustav
Koji se način razmnožavanja pojavio u novije vrijeme?
A. kloniranje
B. vegetativno razmnožavanje
B. spolno razmnožavanje
G. podjela
U kojoj fazi mitoze dolazi do konjugacije kromosoma?
A. profaza 1
B. metafaza 1
B. anafaza 1
D. telofaza 1
Po čemu se somatske stanice razlikuju od zametnih stanica?
A. nesposoban za diobu
B. nedostaje jezgra
G. nastaju tijekom procesa mejoze
Koji je biološki značaj mejoze?
A. osigurava rast tijela
B. je osnova regeneracije
V. održava konstantan skup vrsta kromosoma
G. leži u osnovi kombinativne varijabilnosti
Koji se proces odvija u profazi 1 mejoze za razliku od profaze 2 mejoze?
A. Udvostručenje DNK
B. konjugacija i crossing over
B. divergencija kromosoma
D. segregacija kromatida
Koji se proces događa tijekom faze sazrijevanja oogeneze?
B. stvaranje akrosoma
B. formiranje jaja
D. rast tijela vodilja
Kao rezultat kojeg procesa je moguća pojava jednojajčanih blizanaca?
A. poliembrionija
B. heterogamija
B. oogeneza
G. partenogeneza
Koji set kromosoma imaju jajašca sisavaca prije oplodnje?
Zbog kojeg procesa se tijekom vegetativnog razmnožavanja održava stalan broj kromosoma u stanici?
B. gametogeneza
G. citokineza
Kod biljaka dobivenih vegetativnim razmnožavanjem,
A. set kromosoma je identičan matičnoj biljci
B. povećavaju se sposobnosti prilagodbe novim uvjetima okoline
B. javlja se kombinacijska varijabilnost
G. pojavljuju se mnogi novi znakovi
Karakteristična je vanjska oplodnja
A. ptice
V. gmazovi
G. sisavci
Spajanje homolognih kromosoma je:
B. konjugacija
B. prelazeći preko
G. reduplikacija
Dioba citoplazme događa se u:
A. profaza
B. metafaza
B. anafaza
G. telofaza
Glavni događaj koji se događa u mejozi I je:
A. spiralizacija kromosoma;
B. nestanak jezgrene membrane, nestanak jezgrice, stvaranje vretenastih niti;
B. križanje kromosoma;
D. konjugacija kromosoma.
S neizravnim razvojem, dobiveni organizam:
A. sličan roditelju
B. prolazi kroz niz transformacija
V. se od roditelja razlikuje samo veličinom
G. ne prolazi niz transformacija
Iz ektoderma nastaju:
A. živčani sustav
B. epidermis kože
B. poprečno-prugasti skeletni mišići
D. jetre i gušterače
E. zubna caklina
Odredite redoslijed faza u procesu dvostruke oplodnje.
A. stvaranje sjemena
B. prodiranje polenove cjevčice u plodište
B. razvoj peludnih cjevčica
D. urastanje polenove cjevčice u tkivo embrionalne vrećice
D. oplodnja - spajanje jednog spermija s jajetom, a drugog s diploidnom jezgrom
42. Usporedite procese mitoze i mejoze.
Mitoza je stanična dioba koja rezultira dvjema stanicama s originalnim skupom kromosoma (2n ako je matična stanica bila diploidna, i 1n ako je stanica bila haploidna, na primjer, kada se iz mikrospora formira pelud); Mitoza je nespolni proces reprodukcije. Tijekom mejoze, kao rezultat dviju uzastopnih dioba, od kojih u drugoj ne dolazi do stvaranja kopija kromosoma, iz izvorne diploidne stanice (2n) nastaju četiri haploidne (n) stanice. U tom slučaju dolazi do rekombinacije nasljednih karakteristika zbog crossing overa, što se događa u profazi I mejoze. (Pogledajte odgovore na pitanja 37 i 41 za značenje mitoze i mejoze.)
43. Koje su značajke formiranja i strukture muških i ženskih spolnih stanica?
Muške spolne stanice (gamete) – spermiji – nastaju kao rezultat spermatogeneze (gr. sperma– sjeme i geneza– rođenje).
Taj se proces odvija u tri faze: reprodukcija u testisima diploidnih stanica spermatogenog tkiva, uslijed čega nastaju spermatociti (2n); rast spermatocita, popraćen sintezom DNA i završetkom drugog kromatida; sazrijevanje spermatocita, koji se dijeleći mejozom stvaraju haploidne (n) spermije.
Kromosomske garniture spermija (čovjeka i drugih sisavaca) razlikuju se po spolnim kromosomima: neki nose kromosom X, dok drugi nose kromosom Y.
Ženske spolne stanice (gamete) – jajašca – nastaju kao rezultat oogeneze (gr. UN– jaje i geneza– rođenje).
Taj se proces također odvija u jajnicima u tri faze: reprodukcija u jajnicima diploidnih stanica oogenog tkiva, uslijed čega nastaju oociti (2n); rast oocita, popraćen sintezom DNA i izgradnjom drugog kromatida kromosoma; sazrijevanje jajnih stanica i njihova dioba mejozom. Kao rezultat, oocita proizvodi jedno haploidno jaje s jednim kromatidnim kromosomom (1n1c) i tri redukcijska (ili polarna) tjelešca. Nakon toga jaje sudjeluje u spolnom procesu, a redukcijska tjelešca odumiru.
Proces nastanka muških i ženskih spolnih stanica naziva se gametogeneza(Slika 19).
Riža. 19. Shema spermatogeneze ( A) i oogeneza ( b)
Razlike u građi spermija i jajnih stanica povezane su s njihovim funkcijama. Tijekom procesa sazrijevanja jajašca se prekrivaju membranama (u nekim slučajevima, na primjer, kod gmazova, ptica i sisavaca, pojavljuju se brojne dodatne membrane). Funkcija ovojnica je zaštita jajne stanice i embrija od vanjskih štetnih utjecaja.
Funkcija spermija je dostaviti genetske informacije jajnoj stanici i potaknuti njezin razvoj. U tom smislu, u spermi se događa značajno restrukturiranje: Golgijev aparat nalazi se na prednjem kraju glave, pretvarajući se u prstenasto tijelo (akrosom), izlučujući enzime koji djeluju na ljusku jajeta. Mitohondriji su kompaktno zbijeni oko biča koji se pojavljuje, tvoreći vrat. Nastali spermij također sadrži centriole.
44. Otkriti biološki smisao procesa oplodnje.
Oplodnja je proces spajanja spermija s jajnom stanicom, nakon čega slijedi spajanje njihovih jezgri i stvaranje diploidne zigote. Biološki značaj ovog procesa je u tome što spajanjem muške i ženske spolne stanice nastaje novi organizam koji nosi karakteristike oba roditeljska organizma. Kada u mejozi nastaju gamete, nastaju stanice s različitim kombinacijama kromosoma, pa nakon oplodnje novi organizmi u raznim kombinacijama spajaju svojstva oca i majke. Time se znatno povećava nasljedna raznolikost organizama.
45. Koji se način razmnožavanja razvio ranije? Navedite dokaze.
Starije u evolucijskom smislu je aseksualna reprodukcija; dokaz tome je činjenica da je upravo takav način razmnožavanja karakterističan za prokariote - bakterije i cijanobakterije - prve organizme koji su se pojavili na Zemlji.
U tom slučaju stanice dobivaju istu nasljednu informaciju koja je bila sadržana u izvornoj (majčinskoj) stanici.
46. Opravdajte evolucijsku prednost spolnog razmnožavanja u odnosu na nespolno razmnožavanje.
Za prednosti spolnog razmnožavanja u usporedbi s nespolnim razmnožavanjem pogledajte odgovore na pitanja 44 i 45.
47. Opišite glavne faze embrionalnog razvoja. Koji znakovi u različitim fazama razvoja ljudskog embrija ukazuju na njegovo životinjsko podrijetlo?
Embrionalni razvoj je razvoj životinje od nastanka zigote do rođenja. Prva razina - blastula(gr. blastos– rudiment): embrij ima oblik višestanične jednoslojne lopte, iznutra šuplje. Sve jezgre stanica blastomera su diploidne i sadrže iste genetske informacije. U blastuli se obično nalazi 64 (ponekad 128 ili više) blastomera. Veličina blastule ne prelazi zigotu. Šupljina unutar blastule je primarna (blastocoel). Druga faza – gastrula(gr. gaster- želudac): embrij je dvoslojan, ima crijevnu šupljinu, primarni usni otvor, dva sloja stanica - ektoderm i endoderm. Nakon toga slijedi stadij kasne gastrule (u svih životinja osim spužvi i koelenterata). U ovoj fazi pojavljuje se treći sloj stanica - mezoderm, koji je položen između ekto- i endoderma. U početku izgleda kao dva džepa, čije šupljine predstavljaju sekundarnu tjelesnu šupljinu. U embriju hordata slijedi stadij neurule– formira se aksijalni kompleks koji se sastoji od notohorde i neuralne ploče koji se nalaze paralelno jedan s drugim. Iz endoderma (točnije iz hordomezoderma) nastaje notohord, a iz ektoderma neuralna ploča.
Nakon toga dolazi do diferencijacije stanica: iz ektoderma nastaju pokrovni epitel, zubna caklina, živčani sustav i osjetilni organi. Od endoderma - crijevni epitel, probavne žlijezde, pluća. Od mezoderma - kostur, mišići, krvožilni sustav, organi za izlučivanje, reproduktivni sustav. Kod svih životinja i kod ljudi isti klicini listići tvore iste organe i tkiva. Ovo je dokaz da su klicini listići homologni i imaju jedno podrijetlo u evoluciji. Daljnji razvoj embrija odvija se u strogoj ovisnosti nekih organa o drugima (G. Spemannov zakon embrionalne indukcije).
48. Što je predmet genetike te koji su njezini zadaci i metode?
Genetika je znanost o zakonima nasljeđivanja i varijabilnosti organizama. Genetika razvija metode za kontrolu tih procesa. Obuhvaća niz grana - genetiku mikroorganizama, biljaka, životinja, čovjeka. Genetske metode koriste se npr. u medicini (medicinska genetika). Genetika je usko povezana s molekularnom biologijom, citologijom, evolucijskim studijama i selekcijom.
Rezultati dobiveni u genetskim istraživanjima od velike su važnosti za medicinu, genetičko inženjerstvo, biotehnologiju i druga područja.
Različiti odsjeci genetike koriste različite metode: hibridološku u biljnoj genetici, genealošku, blizanačku, citogenetičku, biokemijsku u humanoj genetici itd.
49. Dajte definiciju naslijeđa i na konkretnim primjerima razjasnite njezin sadržaj.
Nasljedstvo je sposobnost organizama da svoja svojstva i razvojna obilježja prenesu na sljedeću generaciju, tj. reproduciraju vlastitu vrstu. Nasljednost je sastavno svojstvo žive tvari. To je zbog relativne stabilnosti (tj. postojanosti strukture) molekula DNA.
Postojanje nasljeđa potvrđuje se sličnošću vanjskih i unutarnjih obilježja potomaka s odgovarajućim obilježjima roditeljskih organizama.
50. Otkrijte univerzalnost koda nasljeđa kao dokaza materijalnog jedinstva žive prirode.
Nasljedni (genetski) kod je jedinstveni sustav za "bilježenje" nasljednih informacija u molekuli DNA u obliku niza nukleotida. Ovaj kod je univerzalan za sve organizme. Najvažnija svojstva koda su trostrukost, univerzalnost i specifičnost (vidi i pitanja 27 i 29).
51. Koje su citološke osnove obrazaca nasljeđivanja?
Citologija je znanost koja proučava strukturu i funkcioniranje stanica. U vrijeme kada je G. Mendel objavio svoja zapažanja o prirodi nasljeđivanja svojstava u graška (1865.), nije mogao znati za strukturu gameta, mitozu, mejozu, strukturu i svrhu DNA itd. Razvoj citologije i drugih bioloških znanosti omogućio je utvrđivanje da se kromosomi uglavnom sastoje od molekula DNA, da su geni dijelovi DNA, da svaka stanica u tijelu sadrži dvostruki set kromosoma (po jedan od svakog roditelja), te stoga dva gena, određujući svaku karakteristiku, s jedinom iznimkom spolnih stanica (gameta). Sve ove informacije omogućile su pružanje citološke osnove za otkrića G. Mendela.
Razmotrimo citološku osnovu monohibridnog križanja, odnosno takvog križanja kada se dvije biljke graška koje pripadaju čistim linijama razlikuju samo po jednoj karakteristici, na primjer, boji sjemena (graška). U ovom slučaju, matične biljke označene su latiničnim slovom P (od engleskog. roditelji- roditelji), žena - znak (ogledalo Venere), muškarac - znak (štit i koplje Marsa). Križanje je označeno znakom množenja x, biljke prve generacije označene su znakom F 1 - (od lat. filija- sinovi). Prevladavajuća boja sjemena, u ovom slučaju žuta, zove se dominantan(od lat. domine- Mr.) i označavaju se velikim slovom A, i potisnutom bojom, u ovom slučaju zelenom, - recesivan(od lat. recessivus- povlačenje) i označavaju se malim slovom a.
Usvojivši takve oznake, monohibridno križanje može se prikazati na sljedeći način.
Budući da se tijekom formiranja gameta broj kromosoma (a time i gena) u tim stanicama smanjuje za polovicu, svaka gameta će sadržavati samo jedan gen za boju sjemena: ili "žuto" ili "zeleno". Kada se formiraju hibridi prve generacije (iz hibrida- križanje) gamete se spajaju, diploidni skup kromosoma se obnavlja i svaka F 1 stanica nosi gene i za žuto i za zeleno sjeme. Ali u fenotipu će se pojaviti samo žuta boja, koja je u ovom slučaju dominantna. Ovaj obrazac, koji je otkrio G. Mendel, nazvan je pravila dominacije, ili Prvi Mendelov zakon.
52. Otkrijte razloge koji sprječavaju razmjenu gena između organizama različitih vrsta.
Jedno od najvažnijih svojstava bilo kojeg tipa je tzv reproduktivna izolacija, odnosno prisutnost posebnih mehanizama koji sprječavaju unošenje gena strane vrste u vlastiti genofond. Da takvi mehanizmi ne postoje, onda vrsta ne bi mogla postojati kao evolucijska jedinica. Osobito je važna reproduktivna izolacija blisko srodnih vrsta, čija je vjerojatnost križanja veća nego kod genetski udaljenih. Zaštita od prodora stranih gena može se postići na različite načine.
Na primjer, vrijeme sazrijevanja gameta može se razlikovati kod blisko povezanih vrsta. Dakle, vrijeme mriještenja se ne podudara za blisko povezane vrste riba koje se razmnožavaju na istim mjestima. Mjesta za razmnožavanje možda nisu ista. Na primjer, različite vrste žaba polažu jaja u različite vodene površine: lokve, jezera, rijeke itd. Jedan oblik izolacije može biti preferirano stanište: neke vrste ljutika rastu na livadama, druge u močvarama, a treće na rubovima šuma. Osim toga, jaje obično može prepoznati spermu muških jedinki vlastite vrste, a "strani" spermiji ne mogu prodrijeti u njega. Ako se to dogodi i rodi se interspecifični hibrid, obično je ili nesposoban za život ili je neplodan. Na primjer, hibrid konja i magarca - mazga, koji se odlikuje velikom izdržljivošću, neplodan je zbog činjenice da se nehomologni kromosomi magarca i konja ne mogu konjugirati tijekom procesa mejoze i stvaranja punog fledged gamete u mazgi je nemoguće.
Dakle, čitav niz mehanizama reproduktivne izolacije stvara pouzdanu zaštitu od prodiranja bilo koje vrste stranih gena u genski fond. To svaku vrstu čini stabilnom fazom u evoluciji organskog svijeta, koja zapravo postoji tijekom vrlo dugih vremenskih razdoblja.
53. Opišite pojmove “gen”, “alel”, “homozigot”, “heterozigot”, “dominacija”, “recesivnost” i ilustrirajte ih primjerima.
Pojmovi navedeni u pitanju označavaju temeljne pojmove genetike - znanosti o nasljeđivanju i varijabilnosti.
Gen(od gr. genos- rod, podrijetlo) dio je molekule DNA koji određuje nasljeđe određenog svojstva. Budući da se molekule DNA tijekom procesa diobe uvijaju u kromosome, možemo reći da je gen dio kromosoma.
Budući da somatske stanice organizama sadrže dvostruki (diploidni) set homolognih kromosoma, po jedan iz svake roditeljske jedinke, dakle, postoje dva gena koji određuju razvoj svakog svojstva u stanici. Smješteni su u strogo određenim regijama homolognih kromosoma – lokusima. Geni koji su odgovorni za razvoj određene osobine i leže u istim lokusima homolognih kromosoma nazivaju se alelni geni, ili alel. Sve spolne stanice u jedinki čiste AA linije (ili čistokrvne) su identične, odnosno sadrže gen A. Te jedinke tzv. homozigot na toj osnovi (od gr. homos– jednako). Jedinke s Aa genima formiraju dvije vrste gameta A i a u omjeru 1:1. Takve osobe su tzv heterozigot(od grčkog heteros- razne). Naziva se prevladavajuća varijanta osobine od dvije moguće dominantan(od lat. domine- gospodar), i potisnuti - recesivan(od lat. recessivus– povlačenje). Na primjer, razmatrajući boju sjemena graška, G. Mendel je utvrdio da njihova žuta boja dominira nad zelenom.
54. Definirajte pojmove “fenotip” i “genotip”. Koja je njihova temeljna razlika? Kako je genotip povezan s fenotipom sa stajališta molekularne biologije i evolucijske teorije?
Ukupnost svih svojstava jednog organizma, kako vanjskih tako i unutarnjih, naziva se fenotip. Skup svih gena jednog organizma naziva se genotip. Organizmi prenose gene s koljena na koljeno bez promjene. Promjene nastaju samo mutacijama, koje su rijetke. Međutim, manifestacije djelovanja gena i priroda osobine u nastajanju uvelike ovise o uvjetima okoliša. Dakle, fenotip je određen genotipom i okolišnim uvjetima. Strogo govoreći, ne nasljeđuje se samo svojstvo, već sposobnost organizma da to svojstvo pokaže u određenim životnim uvjetima.
Gen određuje strukturu jednog proteina, obično s važnim svojstvima za tijelo, kao što je enzimska aktivnost. Kroz sintezu proteina ili regulaciju drugih važnih procesa uz pomoć enzima, provodi se manifestacija jedne ili druge karakteristike.
55. Kakvo se križanje naziva monohibridno i koje su njegove citološke osnove? Koja se pravila i obrasci pojavljuju tijekom monohibridnog križanja? Ilustrirajte ih primjerima.
Monohibrid je križanje dvaju organizama koji se međusobno razlikuju samo po jednoj osobini. Upravo je monohibridnim križanjem G. Mendel započeo svoje istraživanje zakona nasljeđivanja. Križao je dvije biljke graška, koje se međusobno razlikuju samo po boji zrna graška: žutoj i zelenoj. U prvoj generaciji sav je grašak bio žut. Tako je G. Mendel utvrdio da žuta boja sjemena potiskuje zelenu boju, odnosno dominira. Ovaj uzorak se zove pravila dominacije a ponekad se zove Prvi Mendelov zakon(vidi odgovor na pitanje 51).
Međutim, G. Mendel nije se zaustavio na analizi proučavanja boje graška u prvoj generaciji. Križao je dvije heterozigotne biljke iz prve generacije. U drugoj generaciji dolazi do cijepanja i pojavljuju se biljke ne samo sa žutim, već i sa zelenim sjemenkama u omjeru 3:1.
Ovaj uzorak se zove pravila za cijepanje hibrida druge generacije, ili Mendelov drugi zakon. Mendel je također utvrdio da se obrasci koje je otkrio odnose ne samo na boju sjemena, već i na boju cvijeća, oblik sjemena itd.
Iz pokusa monohibridnog križanja mogu se izvući brojni zaključci.
1. Organizmi prenose gene iz generacije u generaciju ne mijenjajući ih. To potvrđuje i činjenica da u prvoj generaciji nije bilo zelenog graška, već je gen a koji određuje ovu boju bez promjena prenesen iz F 1 u F 2, gdje su sjemenke recesivnih homozigota aa zelene.
2. Jedan od gena koji određuje svaku osobinu potiskuje drugu, odnosno dominira. Ovaj Mendelov zaključak vrijedi za svojstva graška, ali možda postoje i drugi odnosi između gena.
3. Uzimajući u obzir obrasce segregacije do kojih dolazi križanjem dviju heterozigotnih jedinki graška, Mendel je predložio da se nasljedni faktori (koje sada nazivamo genima) ne mijenjaju niti miješaju tijekom formiranja hibrida, ostajući nepromijenjeni. Komunikacija među generacijama odvija se samo preko spolnih stanica - gameta. Otkrivši pojavu u F 2 25% jedinki s recesivnim svojstvom svojih roditelja - zelenim sjemenkama - Mendel je ustanovio da se to može dogoditi samo ako je ispunjen sljedeći uvjet: kada se formiraju spolne stanice, samo jedan nasljedni faktor (tj. gen ) iz alelne stanice ulazi u svaki od njih par. Ovo je formulacija Mendelove hipoteze, tzv zakon čistoće gameta.
Citološko obrazloženje ovog zakona je da tijekom stvaranja spolnih stanica dolazi do mejoze, pri čemu iz jedne diploidne stanice (2n) nastaju četiri haploidne gamete (n). Naravno, u jednom setu kromosoma gameta može postojati samo jedan gen koji određuje bilo koju osobinu (alelnog para).
56. Koja se pravila i obrasci pojavljuju tijekom dihibridnog križanja? Ilustrirajte ih primjerima.
U prirodi se organizmi iste vrste međusobno razlikuju po mnogo čemu. Stoga se monohibridno križanje, kao i dihibridno križanje, može promatrati samo u eksperimentu. Kakvi su obrasci nasljeđivanja u slučaju kada se organizmi razlikuju po dvije karakteristike, odnosno kod dihibridnog križanja?
G. Mendel odabrao je dvije roditeljske homozigotne biljke koje se razlikuju samo po boji (žuta i zelena) i obliku (glatko i naborano) sjemenki. U ovom slučaju dominantne su žuta boja (A) i gladak oblik (B), dok su zelena boja (a) i naborani oblik (b) recesivna svojstva.
Dakle, kao rezultat križanja u prvoj generaciji (F 1), formiraju se heterozigotne jedinke AaBb, koje sadrže gene za dominantna i recesivna svojstva. Prema pravilu dominacije imat će žuti glatki grašak.
Svaka biljka u F 1 proizvodi četiri vrste gameta: naime, 25% AB, Ab, aB i ab. Prilikom križanja, sva moguća slučajna spajanja ove četiri vrste gameta mogu se prikazati pomoću takozvane Punnettove mreže. U njegovih 16 kvadrata ispisani su genotipovi i fenotipovi nastali u F 2 tijekom dihibridnog križanja.
Iz razmatranja rezultata ovog križanja vidljivo je da su potomci prema fenotipu podijeljeni u 4 skupine: 9 žutih glatkih, 3 žutih naboranih, 3 zelena glatkih, 1 zelenih naboranih. Ali ako uzmemo u obzir cijepanje prema jednoj karakteristici, to jest boji sjemena, tada će omjer žutog prema zelenom i glatkom prema naboranom biti 12:4 = 3:1, kao kod monohibridnog križanja. Ovaj uzorak se zove neovisna pravila cijepanja, ili nezavisna kombinacija karakteristika. Kasnije su je počeli zvati Treći Mendelov zakon. Formulacija ovog pravila je sljedeća: kada se križaju dvije homozigotne jedinke koje se međusobno razlikuju u dva para svojstava, segregacija za svaki par svojstava događa se neovisno o ostalim parovima. Treba odmah napomenuti da ovo pravilo vrijedi samo ako geni parova osobina koje se razmatraju leže u različitim parovima homolognih kromosoma.
57. Otkrijte bit zakona čistoće gameta. Koja je njegova citološka osnova?
Uzimajući u obzir obrasce segregacije koji se javljaju kada se križaju dvije heterozigotne jedinke graška, koje se razlikuju samo u boji sjemena, Mendel je predložio da se nasljedni faktori (koje sada nazivamo genima) ne mijenjaju niti miješaju tijekom formiranja hibrida, ostajući nepromijenjeni. Komunikacija među generacijama odvija se samo preko spolnih stanica - gameta. Otkrivši pojavu u F 2 25% jedinki s recesivnim svojstvom svojih roditelja - zelenim sjemenkama, Mendel je ustanovio da se to može dogoditi samo ako je ispunjen sljedeći uvjet: kada se stvaraju spolne stanice, samo jedan nasljedni faktor (tj. gen ) iz alelnog para ulazi u svaki od njih . Ovo je formulacija Mendelove hipoteze, koja je kasnije postala poznata kao zakon čistoće gameta. Citološko obrazloženje ovog zakona je da tijekom stvaranja spolnih stanica dolazi do mejoze, pri čemu iz jedne diploidne stanice (2n) nastaju četiri haploidne gamete (n). Naravno, u jednom skupu gameta kromosoma može postojati samo jedan gen, koji određuje bilo koju karakteristiku (alelnog para).
58. Kako se očituje višestruko djelovanje gena i koji su razlozi te pojave?
G. Mendel je u svojim pokusima proučavao grašak. One osobine graška, čije je nasljeđe proučavao G. Mendel - boja ili oblik sjemena - određene su pojedinačnim genima. Međutim, jedan gen ne određuje uvijek nasljeđe samo jedne osobine. Pojava kada je jedan gen odgovoran za razvoj većeg broja osobina naziva se višestruko djelovanje gena. Na primjer, defekt u jednom genu dovodi do razvoja Marfanovog sindroma: kod pacijenata - fleksibilni dugi prsti ("paukovi prsti"), dislokacija očne leće, poremećaj u strukturi srca. U ovom slučaju, osnova svih ovih znakova je nepravilan razvoj vezivnog tkiva, uzrokovan djelovanjem samo jednog gena.
59. Otkriti bit analize križanja. Koje je njegovo praktično značenje?
Genotip je ukupnost svih gena, a fenotip je ukupnost svih karakteristika organizma. Štoviše, ako je fenotip dominantan, nemoguće je utvrditi genotip. Na primjer, biljke graška koje imaju žuto sjeme mogu imati i Aa i AA genotip. Kako bi se ustanovilo je li takva biljka homozigotna ili heterozigotna, provodi se analitičko križanje. Da bi se to postiglo, biljka s nepoznatim genotipom križa se s homozigotnom biljkom s recesivnim svojstvom aa. Ako analizirana jedinka ima homozigotni set gena - AA, tada u prvoj generaciji neće doći do cijepanja.
Ako je biljka koja se proučava heterozigotna Aa, tada će se u prvoj generaciji pojaviti jedinke s recesivnim svojstvom, odnosno sa zelenim sjemenkama.
Na taj način možete utvrditi nepoznati genotip jedinke s dominantnim fenotipom.
60. Što je bit trećeg zakona G. Mendela i koji su njegovi citološki temelji?
Vidi odgovor na pitanje 57.
61. Proširite glavne odredbe kromosomske teorije nasljeđivanja. Što je bit zakona T. Morgana?
Godine 1910.–1920 Američki genetičar Thomas Morgan formulirao je kromosomsku teoriju nasljeđa.
Prema ovoj teoriji, geni su dijelovi kromosoma. Oni. Kromosom je skupina gena povezanih u seriju – spojna skupina. Sada znamo da je kromosom molekula DNK i, prema tome, gen je dio ove molekule. Sve stanice organizama iste vrste sadrže određeni broj uparenih (homolognih) kromosoma - 2n. Broj n za čovjeka je 23. Dakle, naše stanice sadrže 46 kromosoma, a samo spolne stanice - spermiji i jajašca - imaju 23. Svaki gen ima strogo određeno mjesto u kromosomu. Ovo mjesto se zove mjesto ovog gena.
Geni koji se nalaze na istom kromosomu nasljeđuju se zajedno, a za svojstva određena tim genima ne vrijedi Mendelov zakon o neovisnom nasljeđivanju svojstava. Fenomen zajedničkog nasljeđivanja gena smještenih na istom kromosomu naziva se vezano nasljeđivanje, odn. Morganov zakon. Heterozigotna jedinka koja ima dva gena na jednom kromosomu
proizvest će dvije vrste gameta A B I a b u omjeru 1:1. No, osim takvih gameta, gamete se mogu stvarati u malim količinama a B I A b, budući da alelni geni a i A ili b i B mogu mijenjati mjesta, prelazeći s jednog homolognog kromosoma na drugi. Ovaj fenomen, koji je također otkrio Morgan, nazvan je križanje homolognih kromosoma, ili prelazeći preko.
62. Koje su citogenetske osnove i biološki značaj crossing over procesa?
Prema zakonu T. Morgana, geni koji se nalaze na istom kromosomu nasljeđuju se zajedno, t.j. blokiranje. Međutim, pokazalo se da se Morganov zakon ponekad krši kada se kromosomi križaju, odnosno crossing over. Heterozigotna jedinka, koja ima dva gena A i B u jednom od dva homologna kromosoma i gene a i b u drugom od njih, prema Morganovom zakonu može formirati dvije vrste gameta:
Međutim, u stvarnosti, osim takvih gameta, nastaje i određeni broj gameta a B I A b, odnosno prekršen je Morganov zakon. To se događa tijekom profaze prve diobe mejoze, kada se homologni kromosomi spajaju i konjugiraju. Tijekom procesa konjugacije mogu izmjenjivati regije s alelnim genima.
Što su geni smješteni dalje na kromosomu, to je veća vjerojatnost njihovog križanja i veći je postotak gameta s rekombinacijom gena, što znači da se jedinke potomaka u većem postotku razlikuju od svojih roditelja. Dakle, križanje je važan izvor kombinacijske varijacije.
63. Opišite kromosomski mehanizam određivanja spola u ljudi i životinja.
Stanice organizama sadrže dvostruki set homolognih kromosoma, koji se nazivaju autosomi, i dva spolna kromosoma. Stanice ženskih jedinki sadrže dva homologna spolna kromosoma, koji se obično označavaju XX. U stanicama muških jedinki spolni kromosomi nisu upareni - jedan od njih označen je X, a drugi Y. Dakle, kromosomski set kod muškaraca i žena razlikuje se za jedan kromosom. Žene imaju 44 autosoma i dva spolna kromosoma XX u svakoj stanici tijela (osim spolnih kromosoma), a muškarci imaju ista 44 autosoma i dva spolna kromosoma X i Y. Kada se spolne stanice formiraju, dolazi do mejoze i broj kromosoma u spermija i jajašca smanjuje se dva puta. Kod žena, sve jajne stanice imaju isti set kromosoma: 22 autosoma i X kromosom. Kod muškaraca nastaju dvije vrste spermija u omjeru 1:1 – 22 autosoma i X- ili 22 autosoma i Y-kromosoma. Ako tijekom oplodnje u jajnu stanicu prodre spermij koji sadrži kromosom X, pojavit će se ženski embrij, a ako prodre spermij koji sadrži kromosom Y, nastat će muški embrij.
Dakle, određivanje spola kod ljudi, drugih sisavaca i drozofila ovisi o prisutnosti ili odsutnosti Y kromosoma u spermi koji oplođuje jajašce. Kod ptica i mnogih riba opaža se suprotna slika: XY je skup spolnih kromosoma kod ženki, a XX kod mužjaka. Kod nekih kukaca, kao što su pčele, ženke imaju XX kromosome, dok mužjaci imaju samo jedan spolni kromosom, X, i niti jedan upareni. Posljedično, određivanje kromosomskog spola može varirati u životinjskom carstvu.
64. Otkriti značajke nasljeđivanja spolno vezanih svojstava.
Spolni kromosomi X i Y sadrže veliki broj gena. Nasljeđivanje karakteristika koje definiraju naziva se spolno vezano nasljeđe, a lokalizacija gena na spolnim kromosomima naziva se povezanost gena sa spolom.
Na primjer, ljudski X kromosom sadrži dominantni H gen koji određuje zgrušavanje krvi. Osoba koja je recesivno homozigotna po ovoj osobini razvija tešku bolest zvanu hemofilija, kod koje se krv ne zgrušava i osoba može umrijeti i od najmanjeg oštećenja krvnih žila. Budući da u stanicama žena postoje dva kromosoma X, prisutnost gena h u jednom od njih ne podrazumijeva bolest, budući da drugi od njih sadrži dominantni gen H. U stanicama muškaraca postoji samo jedan kromosom X. . Ako je u njemu prisutan gen h, tada će muškarac razviti hemofiliju, budući da kromosom Y nije homologan kromosomu X i ne sadrži gen H ili h.
Napišimo dijagram nasljeđivanja hemofilije.
Slično se nasljeđuje i daltonizam – urođena nesposobnost razlikovanja boja, najčešće zelene i crvene.
65. Kako se izražava interakcija gena i koji je razlog toj pojavi?
Ne određuje uvijek jedan gen nasljeđivanje jedne osobine. Genotip je sustav međudjelovanja gena. U ovom slučaju, i alelni i nealelni geni mogu djelovati jedni s drugima. Interakcija alelnih gena prema principu dominacije-recesivnosti je raspravljena gore. Osim toga, često se javlja nepotpuna dominacija, u kojoj se heterozigotne jedinke razlikuju po fenotipu od homozigotnih. Na primjer, ako je A gen za dominantnu crvenu boju, a a gen za recesivnu bijelu boju cvijeta, tada jedinka s genotipom AA ima crvene cvjetove, aa ima bijele cvjetove, a Aa ima ružičaste cvjetove.
Često se opažaju sljedeće vrste interakcija nealelnih gena.
1. Komplementarnost.
Dominantni geni nazivaju se komplementarnim, u prisutnosti kojih se razvija svojstvo u genotipu AB, za razliku od slučajeva Ab ili aB, kada je to svojstvo odsutno.
2. Epistaza.
U ovom slučaju geni jednog alela potiskuju djelovanje drugih gena koji im nisu aleli.
3. Polimerno djelovanje gena.
Mnoga svojstva živih organizama (masa, veličina, plodnost) ne mogu se podijeliti u jasne fenotipske klase. Takve karakteristike nazivaju se kvantitativne. Najčešće ih ne kontrolira jedan, već nekoliko parova nealelnih gena.
Koji su razlozi interakcije gena? Protein sintetiziran uz sudjelovanje gena može biti enzim neophodan za manifestaciju djelovanja drugog proteina kodiranog potpuno drugačijim genom. Time se može objasniti komplementarna interakcija nealelnih gena. U drugim slučajevima, jedan protein može potisnuti sintezu proteina koja se javlja uz sudjelovanje drugog gena - tako se očituje epistaza.
Kvantitativna svojstva zapravo su cijeli niz jednostavnijih svojstava. Na primjer, za visoku plodnost kod svinje mora istovremeno sazrijeti veliki broj jaja, svinja mora imati određenu veličinu maternice, veliki broj mliječnih žlijezda itd. Naravno, sve ove karakteristike određene su različitim genskim alelima.
66. Opišite vama poznate vrste mutacija. Koje je njihovo značenje u evolucijskom procesu, u praktičnoj djelatnosti?
Ponekad, kada se genetski materijal prenosi s roditelja na potomstvo, dolazi do kvantitativnih ili kvalitativnih promjena u DNK, a stanice kćeri primaju skup gena koji se razlikuje od roditelja. Takve promjene u nasljednom materijalu koje se prenose na sljedeću generaciju nazivamo mutacije(od lat. mutatio- skretanje). Naziva se organizam koji je mutacijom stekao nova svojstva mutantni. Teorija mutacije razvijena je početkom 20. stoljeća. nizozemski citolog Hugo de Vries.
Mutacije imaju niz svojstava.
1. Nastaju iznenada, bilo koji dio genotipa može mutirati.
2. Češće su recesivni, rjeđe - dominantni.
3. Mogu biti štetni, neutralni i korisni za tijelo.
4. Prenosi se s koljena na koljeno. Mogu se pojaviti pod utjecajem vanjskih i unutarnjih utjecaja.
Mutacije se dijele na nekoliko vrsta. Mjesto, ili genetski Mutacije su promjene u pojedinim genima koje se mogu dogoditi kada se jedan ili više parova nukleotida zamijeni, izbriše ili umetne u molekulu DNK.
Kromosomski Mutacije su promjene dijelova kromosoma ili cijelih kromosoma. Takve mutacije mogu nastati kao posljedica: delecija - gubitka dijela kromosoma; duplikacija – udvostručenje bilo kojeg dijela kromosoma; inverzija – rotacija dijela kromosoma za 180 o; translokacija - otkidanje dijela kromosoma i njegovo premještanje na novi položaj, na primjer, spajanje drugog kromosoma.
Genomski mutacije se sastoje od promjene broja kromosoma u haploidnom skupu. to se može dogoditi kao posljedica gubitka bilo kojeg kromosoma iz genotipa ili, obrnuto, povećanja broja kopija bilo kojeg kromosoma u haploidnom skupu. Poseban slučaj genomskih mutacija - poliploidija– povećanje broja kromosoma u genotipu višestruko od n.
Većina mutanata ima smanjenu sposobnost preživljavanja i eliminiraju se procesom prirodne selekcije. Za evoluciju ili selekciju novih pasmina i sorti potrebne su one rijetke jedinke koje imaju povoljne ili neutralne mutacije. Evolucijski značaj mutacija leži u činjenici da one stvaraju nasljedne promjene, koje su materijal za prirodnu selekciju.
Umjetni mutageni čimbenici naširoko se koriste za dobivanje novih pasmina životinja, biljnih sorti i sojeva mikroorganizama.
67. Dajte obrazloženo opravdanje za slične mutacije kod blisko srodnih vrsta.
Kao što je poznato, mutacije su temelj nasljedne varijabilnosti. Akademik N.I. Dugi niz godina Vavilov je proučavao obrasce nasljedne varijabilnosti u divljim i kultiviranim biljkama različitih sustavnih skupina. Ove su studije omogućile formuliranje zakon homologijskog niza, ili Vavilovljev zakon. Formulacija ovog zakona je sljedeća: genetski slični rodovi i vrste karakterizirani su sličnim nizovima nasljedne varijabilnosti. Dakle, znajući koje se mutacijske promjene događaju u jedinkama određene vrste, može se predvidjeti da će se iste mutacije pod sličnim uvjetima dogoditi u srodnim vrstama i rodovima.
N.I. Vavilov je pratio varijabilnost mnogih svojstava žitarica. Od 38 različitih svojstava karakterističnih za sve biljke iz ove porodice, kod raži je pronađeno 37 svojstava, kod pšenice 37, kod zobi i ječma 35, a kod kukuruza 32. Poznavanje ove zakonitosti omogućuje oplemenjivačima da unaprijed predvidi koja će se svojstva promijeniti u svaka biljka ili neka druga vrsta kao rezultat izloženosti mutagenim čimbenicima.
68. Na konkretnim primjerima otkrijte važnost genetike za razvoj evolucijskog učenja, selekcije, medicine i očuvanja prirode.
Moderne evolucijske teorije temelje se na dva glavna principa: nasljednoj varijaciji i prirodnoj selekciji. Mutacije se smatraju primarnim materijalom za evolucijski proces. Kada se križaju jedinke s različitim mutacijama, pojavljuju se jedinke s kombinacijama novih gena, novih genotipova, au budućnosti mogu nastati nove vrste. Stoga možemo reći da je genetika, koja proučava mutacijsku varijabilnost, temelj stvaranja suvremenog evolucijskog učenja.
Selekcija je znanost o stvaranju novih pasmina životinja, biljnih sorti i sojeva mikroorganizama. Genetika je teorijska osnova selekcije, jer upravo poznavanje zakona genetike omogućuje kontrolu pojave mutacija, predviđanje rezultata križanja i pravilan odabir hibrida. Kao rezultat primjene dostignuća genetike u praksi, moguće je stvoriti više od 10.000 sorti pšenice na temelju nekoliko izvornih divljih sorti, te dobiti nove sojeve mikroorganizama koji sintetiziraju enzime, ljekovite tvari, vitamine i dr.
Mnoge ljudske bolesti uzrokovane su poremećajima u genotipu. Od oko 5000 nasljednih bolesti, oko 100 su kromosomske bolesti koje se mogu otkriti pregledom kromosoma djeteta. Dakle, Downova bolest je uzrokovana prisutnošću dodatnog trećeg kromosoma iz 21. para (trisomija 21). Ova bolest je posljedica greške u formiranju gameta.
Poznavanje genetike neophodno je za učinkovito očuvanje. Primjerice, onečišćenje okoliša mutagenim čimbenicima neizbježno dovodi do brojnih mutacija raznih živih bića.
Dakle, genetika je teorijska osnova niza praktičnih znanosti.
69. Usporedite pojmove “vrsta”, “pasmina”, “sorta”. Navedite primjere.
Živi svijet Zemlje sastoji se od ogromnog broja bića raznih vrsta. Vrsta je jedan od temeljnih pojmova biologije. Doktrinu o vrstama razvio je Charles Darwin.
Prema suvremenim pojmovima, vrsta je skup jedinki koje su slične strukture, imaju isti skup kromosoma, zauzimaju određeno stanište (područje), slobodno se međusobno križaju i daju plodno potomstvo. Postoji niz obilježja – kriterija koje moraju zadovoljiti jedinke koje pripadaju istoj vrsti. Raznolikost (od lat. sortis– sorta) – zbirka biljaka bilo koje vrste (a pasmina je zbirka bilo koje vrste životinja), nastala kao rezultat selekcije i koja posjeduje naslijeđena svojstva i svojstva. Nove sorte i pasmine stvara čovjek procesom umjetne selekcije kako bi povećao produktivnost ili dobio tvari s poželjnim novim svojstvima.
Na primjer, na temelju jedne vrste golubova stvoreno je više od 800 pasmina ovih ptica. Dugogodišnji uzgojni rad omogućio je razvoj mnogih desetaka pasmina domaćih kokoši, koje karakterizira visoka proizvodnja jaja, velika težina, svijetle boje itd. A njihov zajednički predak je bankovska kokoš iz jugoistočne Azije. Divlji predstavnici roda Gooseberry ne rastu na ruskom teritoriju. Međutim, na temelju vrste Rejected Gooseberry, pronađene u zapadnoj Ukrajini i na Kavkazu, dobiveno je više od 300 sorti, od kojih mnoge dobro donose plodove u Rusiji.
70. Navedite i opišite vama poznata središta podrijetla kultiviranih biljaka. Opišite doprinos N.I. Vavilov u razvoju selekcije.
N.I. Vavilov je smatrao da je regija s najvećim brojem sorti i sorti bilo koje biljke središte povijesnog podrijetla i pripitomljavanja ove biljke. Nakon što je organizirao brojne ekspedicije na sve kontinente Zemlje, osim Antarktika, N.I. Vavilov i njegovi suradnici prikupili su golemu kolekciju sorti kultiviranih biljaka i sorti njihovih divljih predaka. Na temelju podataka dobivenih tijekom ovih ekspedicija, N.I. Vavilov je otkrio sljedećih 7 središta drevne poljoprivrede - središta podrijetla kultiviranih biljaka.
1. Južnoazijski (Indija, Indokina, Indonezija) – riža, krastavac, mango, patlidžan, šećerna trska, limun, mandarina, naranča itd.
2. Istočnoazijski (centralna Kina, Japan, Koreja) – proso, soja, heljda, luk, kruška, jabuka, šljiva, čaj, senf, rotkvica, cimet itd.
3. Jugozapadna Azija (srednja Azija, Zakavkazje) - raž, grah, grašak, mrkva, repa, pamuk, konoplja, orasi itd.
4. Mediteran (primorje Sredozemnog mora) - masline, kupus, cikla, zob, kopar, kumin, peršin i dr.
5. Abesinsko, ili etiopsko, najstarije od svih središta - sirak, pšenica, ječam, banane, lan itd.
6. Srednjoamerički (Meksiko i Zaljevski otoci), - kukuruz, grah, kakao, bundeva, paprika, rajčica, suncokret itd.
7. Andski, ili južnoamerički (dio Kolumbije, Peru, Čile) - krumpir, cinchona, duhan, kikiriki, ananas, kaučuk, jagode itd.
Treba imati na umu da su mnoge vrste udomaćene istovremeno u nekoliko centara: ječam, masline, pšenica, luk, češnjak itd.
Do danas je identificirano 12 primarnih središta podrijetla kultiviranih biljaka.
Drugi značajan doprinos N.I. Vavilovljev doprinos razvoju genetike i selekcije bilo je otkriće zakona homoloških nizova nasljedne varijabilnosti. Kao što je poznato, mutacije su temelj nasljedne varijabilnosti. Akademik N.I. Dugi niz godina Vavilov je proučavao obrasce nasljedne varijabilnosti u divljim i kultiviranim biljkama različitih sustavnih skupina. Ta su istraživanja omogućila formuliranje zakona homoloških nizova ili Vavilova zakona (vidi pitanje 67).
N.I. Vavilov je pratio varijabilnost mnogih svojstava žitarica. Od 38 različitih svojstava karakterističnih za sve biljke ove porodice, kod raži i pšenice pronađeno je 37 svojstava, kod zobi i ječma 35, a kod kukuruza 32. Poznavanje ove zakonitosti omogućuje oplemenjivačima da unaprijed predvide koja će se svojstva promijeniti u jednom ili druge vrste kao rezultat izloženosti mutagenim čimbenicima.
Do danas je zakon homolognog niza potvrđen i na primjeru gljiva, mikroorganizama i životinja. Razlozi sličnih mutacija kod blisko srodnih vrsta su u tome što imaju isti ili vrlo sličan broj kromosoma i isti raspored alelnih gena na kromosomima.
71. Opišite glavne metode selekcije. Ocijenite njihovu učinkovitost.
Glavne tradicionalne metode selekcije: selekcija i hibridizacija.
Selekcija se temelji na umjetnoj selekciji, kada osoba odabire jedinke životinja ili biljaka sa svojstvima koja ga zanimaju. Sve do 16.–17.st. selekcija se događala nesvjesno, odnosno čovjek je odabirao najbolje, najveće sjemenke pšenice za sjetvu ili uzgajao najplodnije i najveće kokoši, ne razmišljajući da mijenja biljke i životinje u smjeru u kojem treba.
Tek u posljednjim stoljećima čovjek je, još ne poznavajući zakone genetike, počeo svjesno, ili ciljano, koristiti selekciju križanjem onih jedinki koje ga u najvećoj mjeri zadovoljavaju.
Međutim, koristeći metodu selekcije, osoba ne može dobiti fundamentalno nova svojstva od uzgojenih organizama, budući da selekcija može identificirati samo one genotipove koji već postoje u populaciji. Stoga se za dobivanje novih pasmina i sorti životinja i biljaka koristi hibridizacija, križanjem jedinki s poželjnim osobinama i naknadnim odabirom iz potomstva onih jedinki čija su korisna svojstva najizraženija. Na primjer, jedna sorta pšenice ima snažno stablo i otporna je na polijeganje, dok druga sorta s tankom slamkom nije zaražena hrđom stabljike. Kod križanja biljaka dviju sorti u potomstvu se pojavljuju različite kombinacije svojstava. Ali oni odabiru upravo one biljke koje imaju jaku slamu i ne pate od hrđe stabljike. Tako nastaje nova sorta. Trenutno se umjetna mutageneza široko koristi za dobivanje novih nasljednih promjena, iako je vjerojatnost pojave osobina korisnih za ljude vrlo niska.
72. Otkriti praktično značenje umjetne mutageneze u uzgojnoj praksi.
Umjetno izazvane mutacije polazni su materijal za dobivanje novih vrsta biljaka, mikroorganizama i rjeđe životinja. Mutacije dovode do pojave novih nasljednih osobina, od kojih uzgajivači odabiru ona svojstva koja su korisna za ljude.
U prirodi se mutacije opažaju relativno rijetko, pa uzgajivači široko koriste umjetne mutacije. Utjecaji koji povećavaju učestalost mutacija nazivaju se mutagenima. Učestalost mutacija povećavaju ultraljubičasto i rendgensko zračenje, kao i kemikalije koje djeluju na DNK ili aparat koji osigurava diobu.
Umjetnom mutagenezom i naknadnom selekcijom mutanata dobivene su nove visokoprinosne sorte ječma i pšenice. Istim metodama uspjeli su dobiti nove sojeve gljivica koje izlučuju 20 puta više antibiotika od izvornih oblika.
Trenutno se u svijetu uzgaja više od 250 sorti poljoprivrednih biljaka stvorenih fizikalnom i kemijskom mutagenezom. To su sorte kukuruza, ječma, soje, riže, rajčice, suncokreta, pamuka i ukrasnog bilja.
Jedan od posebnih slučajeva umjetne mutageneze je uporaba kolhicina za proizvodnju poliploidnih biljaka. Kolhicin uništava vreteno, što rezultira stvaranjem stanica čiji je skup kromosoma višestruko povećan u odnosu na haploidni set - do 4n, 6n itd. Takve hibride karakterizira visoka produktivnost. Mnogo se koriste poliploidi šećerne repe, heljde, raži, djeteline, lubenice itd.
Prilikom stvaranja novih sorti pomoću umjetne mutageneze, istraživači koriste zakon homološke serije N.I. Vavilova. Organizam koji je mutacijom stekao nova svojstva naziva se mutant. Teorija mutacije razvijena je početkom 20. stoljeća. Nizozemski citolog Hugo de Vries (vidi pitanje 66).
Nastavit će se
OPCIJA 1.
1. Koja je od sljedećih definicija točna?
a) razmnožavanje je povećanje broja jedinki određene vrste uslijed migracije s drugog područja; b) razmnožavanje je povećanje broja jedinki određene vrste razvojem na temelju roditeljskih organizama.
2. Navedite značajke spermatogeneze:
a) javlja se u ženskom tijelu; b) javlja se u testisu; c) uključuje 4 razdoblja;
d) počinje u embriogenezi; e) javlja se u jajniku; e) počinje u pubertetu; g) uključuje 3 razdoblja; h) završava stvaranjem 4 spolne stanice;
i) završava stvaranjem 1 spolne stanice; j) javlja se u muškom tijelu.
3. Odredite uz koje je organe oplodnja povezana: a) jajnik;
b) jajovodi;
c) sjemene mjehuriće; d) maternica; d) testis.
4. U kojoj zoni se događa mejoza tijekom gametogeneze?
a) reprodukcija; b) rast; c) sazrijevanje.
5. Koji dio jajašca nosi genetsku informaciju?
a) citoplazma; b) ribosomi; c) jezgra; d) mitohondrije.
TESTOVI NA TEMU: „RAZMNOŽAVANJE ORGANIZAMA.
ZNAČAJKE LJUDSKE REPRODUKCIJE".
OPCIJA 2.
1. Nabrojite glavne značajke nespolnog razmnožavanja: a) jedan roditelj; b) potomak je genetski jedinstven; c) glavni stanični mehanizam je mejoza; d) dvije roditeljske jedinke; e) razvoj potomaka iz tjelesnih stanica; f) potomci su genetski slični; g) glavni stanični mehanizam je mitoza; h) razvoj potomka iz metata.
2. Navedite značajke oogeneze: a) odvija se u ženskom tijelu; b) javlja se u testisu; c) uključuje 4 razdoblja;
d) počinje u embriogenezi; e) javlja se u jajniku; f) počinje u pubertetu; g) uključuje 3 razdoblja; h) završava stvaranjem 4 spolne stanice; i) završava stvaranjem 1 spolne stanice; j) javlja se u muškom tijelu.
3. Odredite s kojim je organima povezano sazrijevanje jajne stanice: a) jajnik; b) jajovodi; c) sjemene mjehuriće; d) maternica; d) testis.
4. Kakav je skup kromosoma u spermi?
5. Koje ljudske zametne stanice sudjeluju u oplodnji?
a) jaje; b) spermija; c) oocita II; d) spermatid.
TESTOVI NA TEMU: „RAZMNOŽAVANJE ORGANIZAMA.
ZNAČAJKE LJUDSKE REPRODUKCIJE".
OPCIJA 3.
1. Navedite glavne značajke spolnog razmnožavanja: a) jedan roditelj; b) potomak je genetski jedinstven; c) glavni stanični mehanizam je mejoza; d) dvije roditeljske jedinke; e) razvoj potomaka iz tjelesnih stanica; f) potomci su genetski slični; g) glavni stanični mehanizam je mitoza; h) razvoj potomka iz metata.
2. Navedite strukturne značajke spermija:
3. Odredite koji su organi povezani sa stvaranjem spermija: a) jajnik; b) jajovodi; c) sjemene mjehuriće; d) maternica; d) testis.
4. Koji set kromosoma ima jajna stanica?
5. Koliko spermija mora biti sadržano u sjemenu da bi došlo do oplodnje?
a) 150; b) 1500; c) 15000; d) 150000000.
TESTOVI NA TEMU: „RAZMNOŽAVANJE ORGANIZAMA.
ZNAČAJKE LJUDSKE REPRODUKCIJE".
OPCIJA 4.
1. Navedite glavne oblike nespolnog razmnožavanja: a) višestruka dioba; b) partenogeneza; c) jednostavno dijeljenje; d) fragmentacija; e) pupanje; f) vegetativno razmnožavanje; g) sporulacija; h) s gnojidbom.
2. Navedite strukturne značajke jajeta:
a) velike veličine; b) veliki volumen citoplazme; c) haploidna jezgra; d) mali volumen citoplazme; e) prisutnost repa; f) male veličine; g) prisutnost akrosoma; h) rezerve žumanjka.
3. Koje gamete stvaraju testisi?
a) jaja; b) spermatozoidi.
4. Koji je način razmnožavanja organizama nastao kasnije od svih ostalih u procesu evolucije?
a) vegetativni; b) nespolni; c) spolni.
5. Koliko dugo jajašce postoji u čovjeku?
a) 48 sati; b) 24 sata; c) 72 sata; d) 12 sati.
Tema lekcije: Razmnožavanje i individualni razvoj organizama.
Artikal: biologija
Klasa: 9. razred
Vrsta lekcije : ogledna lekcija
Ključne riječi: biologija, lekcija, netradicionalno, kontrola znanja, reprodukcija, ontogeneza, metamorfoza
Svrha lekcije: generaliziranje i učvršćivanje znanja o oblicima i načinima razmnožavanja živih organizama, značajkama oplodnje u biljaka i životinja, procesu ontogeneze živih organizama.
Ciljevi lekcije:
1. Provesti kontrolu znanja o proučavanom gradivu, intenzivirati razvoj logičkog mišljenja korištenjem metoda aktivne kontrole; diferencirani pristup učenju.
2. Razvijati vještine i sposobnosti rada s pojmovima, karticama, ispitnim zadacima i razvijati interes za predmet.
3. Usaditi jasnoću i organiziranost u samostalnom radu, dati svakom učeniku priliku za postizanje uspjeha.
Oprema za nastavu: tablice iz botanike i zoologije sa slikama mahovina, paprati, gljiva, kritosjemenjača, praživotinja, anelida, člankonožaca, hordata, ispitni zadaci, kartice sa zadacima, interaktivna ploča.
Metode predavanja: vizualni, informacijski i razvojni, tragački i praktični.
UMK: M. K. Gilmanov, L. U. Abshenova, A. R. Solovyova “Biologija” 9. razred, Almaty “Atamұ ra", 2009
Tijekom nastave:
Organiziranje vremena.
Nastavnik pozdravlja učenike, otkriva svrhu i ciljeve sata, upoznaje učenike sa zadacima testa i kriterijima za ocjenjivanje rada.
Bilješka:
1. Nastavnik može ocjenjivati svaki rad zasebno za veću akumulaciju ocjena za sat, ili možete dati ocjenu za svaku vrstu rada i dobiti jednu ukupnu ocjenu, ili možete dati jedan bod za svaki završeni rad.
2. Nastavnik može sam provjeriti gotove zadatke nakon sata ili na kraju sata, učenici razmjenjuju radove i provjeravaju samostalno pomoću ključeva koje je predložio nastavnik.
Probni rad:
1. Povežite pojmove:
(za pojam iz prvog stupca odaberite definiciju iz drugog stupca)
Termin
Definicija pojma
1. Razmnožavanje
2. Sporulacija
3.Fragmentacija
4.Metamorfoza
5. Partenogeneza
6. Hermafroditizam
7. Oogeneza
8. Konjugacija
9.Gametogeneza
10. Spolno razmnožavanje
11.Ontogeneza
12. Dvostruka gnojidba
13.Ektoderm
14.Blastula
15. Gnojidba
1. Jednoslojni sferični embrij s unutarnjom šupljinom.
2. Oblik razmnožavanja u kojem nastaju spore.
3. Proces spajanja ženske i muške spolne stanice.
4. Proces formiranja jaja.
5. Način razmnožavanja u kojem sudjeluju gamete.
6. Neizravni postembrionalni razvoj organizama.
7. Oblik razmnožavanja svojstven angiospermama.
8. Oblik razmnožavanja u kojem se odrasli organizam dijeli na zasebne fragmente.
9. Vanjski zametni list.
10. Oblik razmnožavanja u kojem se izmjenjuje genetski materijal.
11.Biološki način održavanja vlastite vrste.
12. Oblik spolnog razmnožavanja, kada u jednom organizmu sazrijevaju različite spolne stanice.
13. Razvoj organizma iz neoplođene jajne stanice.
14.Individualni razvoj tijela.
15. Proces nastanka spolnih stanica.
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. Navedite način razmnožavanja i njegov oblik kod ovih živih organizama:
Živi organizam
Metoda reprodukcije
Reprodukcijski oblik
1. zelena euglena
2. domaći pas
3. sphagnum mahovina
4. obična malina
5. bacil tuberkuloze
6. šampinjon
7. zelena krastača
8. polip hidra
9. preslica
10. morska kornjača
11. malarični plazmodij
12. štitasta paprat
13. tigrasti morski pas
14. kvasac
15. kišna glista
Aseksualan
Seksualno
Aseksualan
Aseksualan
Aseksualan
Aseksualan
Seksualno
Aseksualan
Aseksualan
Seksualno
Aseksualan
Aseksualan
Seksualno
Aseksualan
Seksualno
Mitotička dioba
Unutarnja fuzija gameta
Sporulacija
Vegetativno, prirodno, raslojavanje
Izravna podjela
Sporulacija
Vanjska fuzija gameta
Pupljenje
Sporulacija
Unutarnja fuzija gameta
Shizogonija
Sporulacija
Unutarnja fuzija gameta
Pupljenje
Hermafroditizam
3. Pismeni rad na temu “Razmnožavanje i individualni razvoj organizama”
1.Koji set kromosoma nose spermiji:
2.Koji set kromosoma ima zigota:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
3.Koji set kromosoma imaju somatske stanice tijela:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
4.Koji set kromosoma ima endosperm sjemenog zametka:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
5.Koji set kromosoma ima jajna stanica sisavca:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
6. U kojoj se zoni gametogeneze odvija mitotička dioba stanica:
7. U kojoj zoni gametogeneze dolazi do diobe mejotske stanice:
A) Zona reprodukcije; B) Zona formacije; C) Zona rasta;
D) Zona sazrijevanja; E) Obrazovna zona.
8. Koji je od reproduktivnih procesa nastao najranije u procesu evolucije:
A) Vegetativni; B) Binarna fisija; C) Pupanje; D) Spolni; E) Reznice.
9. Što nastaje kao rezultat oogeneze:
A) Gamete; B) Jajna stanica; C) spermija; D) zigota; E) Somatske stanice.
10. Koji je od reproduktivnih procesa nastao kasnije od svih ostalih u procesu evolucije:
A) Vegetativni; B) Nespolni; C) Pupanje; D) Spolni; E) Binarna fisija.
11. Što nastaje kao rezultat gametogeneze:
A) Jajna stanica; B) Spermatozoid; C) zigota;
D) Somatske stanice; E) Spolne stanice.
12.Koji dio spermija i jajne stanice je nositelj genetske informacije:
A) Ribosomi; B) Centriole; C) Mitohondriji; D) Jezgra; E) Lizosomi.
13. Koliko spermija sadrži jedno polenovo zrno:
A) 1; NA 2; C)3; D) 4; E) 5.
14. Što se razvija iz oplođene središnje stanice, embrijske vrećice jajnika:
A) Embrij; B) Blastula; C) Sperma; D) Endosperm; E) Ljuska sjemena.
15. Spolni način razmnožavanja Spirogyre:
A) Hermafroditizam; B) Spajanje gameta; C) Samooplodnja;
D) Konjugacija; E) Partenogeneza.
Odgovori na ispitni rad:
1-a
2-in
3 inča
4-s
5 inča
6-a
7-d
8 inča
9 inča
10-d
11
12-d
13-v
14-d
15-d
4. Odrediti način postembrionalnog razvoja organizama
(izravan razvoj ili razvoj s transformacijom – metamorfoza)
1.Pauk-križ-Direktno razvoj
2. Močvarna žaba-Metamorfoza
3. Kupus leptir-Metamorfoza
4. Rakovi-Direktno razvoj
5. Razumna osoba -Izravni razvoj
6. Azijski skakavac-Izravni razvoj
8. Obična muha -Metamorfoza
9. Crni gavran-Izravni razvoj
10. Medonosna pčela-Metamorfoza
11. Crveni žohar-Izravni razvoj
12. Triton -Metamorfoza
13. Šuga svrbež -Izravni razvoj
14. Močvarna kornjača-Izravni razvoj
15.Zelena žaba-Metamorfoza
5. Odredite iz kojih se klica formiraju organi
(ektoderm, endoderm, mezoderm)
1.crijeva-Endoderm
2.nokti-Ektoderm
3.pluća-Endoderm
4.srce-Mezoderm
5. testisi-Mezoderm
6.gušterača-Endoderm
7.koža-Ektoderm
8.akord-Mezoderm
9. skeletni mišići-Mezoderm
10.želudac-Endoderm
11. živci-Ektoderm
12.mozak-Ektoderm
13.bubrezi-Mezoderm
14. mjehur-Mezoderm
15.jetra-Endoderm
3.Provjera obavljenog posla.
Raditi u parovima:
Učenici međusobno razmjenjuju gotove radove, nastavnik otvara ključeve svakog ispitnog zadatka na interaktivnoj ploči. Učenici provjeravaju svoj rad i broj točnih odgovora upisuju u ponuđenu tablicu.
Prezime Ime
1. Povežite pojmove
2. Metoda
i oblik reprodukcije
3. Probni rad
4. Način postembrionalnog razvoja
5. Zametni listići
Nakon popunjavanja tablica nastavnik pokazuje kriterije za vrednovanje rada, a učenici daju ocjene.
(svih 5 zadataka sadrži 15 pitanja za lakše ocjenjivanje obavljenog rada)
15-13 ocjena “5”
12-9 rezultat “4”
8-6 rezultat “3”
manje od 6 odgovora ocjena “2”
4. Refleksija lekcije.
Dragi dečki, želio bih završiti našu lekciju riječima A. Disterwega:
“Možete čovjeku ponuditi znanje, sugerirati ga, ali on ga mora ovladati vlastitim djelovanjem...”
Dečki, kakvo je vaše mišljenje... (izjave učenika)
5. Domaća zadaća:
1.izraditi prezentaciju na temu “Razmnožavanje i individualni razvoj organizama.”
2. Učenici koji su dobili ocjene “4,3,2” detaljnije proučavaju ovu temu.
