Rezumatul lecției „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor. Rezumatul lecției „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor” Definiți conceptele de „fenotip” și „genotip”. Care este diferența lor fundamentală? Cum este legat genotipul de fenotip din punct de vedere
Tema lecției: Reproducerea și dezvoltarea individuală a organismelor.
Articol: biologie
Clasă: Clasa a 9-a
Tipul de lecție : lectie-test
Cuvinte cheie: biologie, lecție, netradițională, controlul cunoștințelor, reproducere, ontogeneză, metamorfoză
Scopul lecției: generalizarea și consolidarea cunoștințelor despre formele și metodele de reproducere a organismelor vii, caracteristicile fecundației la plante și animale, procesul de ontogeneză a organismelor vii.
Obiectivele lecției:
1. Efectuați controlul cunoștințelor asupra materialului studiat, activați dezvoltarea gândirii logice prin utilizarea metodelor de control activ; abordare diferențiată a învățării.
2. Să-și formeze abilitățile și abilitățile de a lucra cu termeni, carduri, sarcini de testare, pentru a dezvolta interesul pentru subiect.
3. Pentru a insufla claritate și organizare în muncă independentă pentru a oferi fiecărui elev posibilitatea de a reuși.
Echipament pentru lecție: tabele de botanică și zoologie înfățișând mușchi, ferigi, ciuperci, angiosperme, protozoare, anelide, artropode, cordate, sarcini de testare, carduri de sarcini, tablă interactivă.
Metode de lecție: vizuale, de dezvoltare a informațiilor, de căutare-practic.
UMC: M.K. Gilmanov, L.U. Abshenova, A.R. Solovieva „Biologie” clasa a 9-a, Almaty „Atamұ ra”, 2009
În timpul orelor:
Organizarea timpului.
Profesorul salută elevii, dezvăluie scopul și obiectivele lecției, îi prezintă elevilor sarcinile lucrării de testare și criteriile de evaluare a lucrării.
Notă:
1. Profesorul poate evalua fiecare lucrare separat pentru o acumulare mai mare de note pe lecție, sau puteți pune o notă pentru fiecare tip de lucrare și puteți afișa una globală, sau puteți pune câte un punct pentru fiecare lucrare finalizată.
2. Profesorul poate verifica el însuși sarcinile finalizate după lecție sau la sfârșitul lecției, elevii fac schimb de lucrări și le verifică singuri conform cheilor sugerate de profesor.
Lucrare de credit:
1. Potriviți concepte:
(la termenul din prima coloană, selectați definiția din a doua coloană)
Termen
Definiția termenului
1. Reproducere
2. Sporularea
3. Fragmentarea
4.Metamorfoză
5. Partenogeneza
6. Hermafroditism
7. Ovogeneza
8. Conjugare
9.Gametogeneza
11. Ontogenie
12. Fertilizare dublă
13. Ectoderm
14. Blastula
15. Fertilizarea
1. Un embrion sferic cu un singur strat cu o cavitate în interior.
2. Forma de reproducere, în care se formează sporii.
3. Procesul de fuziune a gameților feminini și masculini.
4. Procesul de formare a ouălor.
5. Metoda de reproducere la care participă gameții.
6. Dezvoltarea postembrionară indirectă a organismelor.
7. Forma de reproducere inerentă angiospermelor.
8. O formă de reproducere în care un organism adult este împărțit în fragmente separate.
9. Stratul germinal exterior.
10. Forma de reproducere, în care are loc schimbul de material genetic.
11. O modalitate biologică de a vă menține specia.
12. O formă de reproducere sexuală, când diferiți gameți sexuali se maturizează într-un singur organism.
13. Dezvoltarea unui organism dintr-un ou nefertilizat.
14.Dezvoltarea individuală a organismului.
15. Procesul de formare a celulelor germinale.
1-11; 2-2; 3-8; 4-6; 5-13; 6-12; 7-4; 8-10; 9-15; 10-5; 11-14; 12-7; 13-9; 14-1; 15-3.
2. Precizați metoda de reproducere și forma acesteia la aceste organisme vii:
Organism viu
Metoda de reproducere
Forma de reproducere
1. euglena verde
2. câine domestic
3. mușchi de sphagnum
4. zmeura comuna
5. bacilul tuberculozei
6. champignon
7. broasca verde
8. hidra polipului
9. coada-calului
11. plasmodul malaric
12. scut de ferigă
13. rechin tigru
14. drojdie
15. râme
asexuat
sexual
asexuat
asexuat
asexuat
asexuat
sexual
asexuat
asexuat
sexual
asexuat
asexuat
sexual
asexuat
sexual
Diviziunea mitotică
Fuziunea internă a gameților
sporulare
Vegetativ, natural, stratificat
diviziunea directă
sporulare
Fuziunea externă a gameților
care înmugurește
sporulare
Fuziunea internă a gameților
schizogonie
sporulare
Fuziunea internă a gameților
care înmugurește
Hermafroditismul
3. Lucrare de testare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”
1. Ce set de cromozomi poartă spermatozoizii:
2. Ce set de cromozomi are zigotul:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
3. Ce set de cromozomi au celulele somatice ale corpului:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
4. Ce set de cromozomi are endospermul germenului de semințe:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
5. Ce set de cromozomi are un ou de mamifer:
A) 1p; B) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
6. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară mitotică:
7. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară meiotică:
A) zona de reproducere; C) Zona de formare; C) zona de crestere;
D) Zona de maturare; E) Zona de învățământ.
8. Care dintre procesele de reproducere a apărut cel mai devreme în procesul de evoluție:
A) vegetativ; B) fisiune binară; C) înmugurire; D) Sexual; E) butași.
9. Ce se formează ca urmare a oogenezei:
A) gameți; B) un ovul C) spermatozoid; D) Zigot; E) celule somatice.
10. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție:
A) vegetativ; B) asexuat; C) înmugurire; D) Sexual; E) fisiune binară.
11. Ce se formează ca urmare a gametogenezei:
A) un ovul B) spermatozoid; C) zigot;
D) Celule somatice; E) celulele sexuale.
12. Ce parte din spermatozoid și ovul este purtătorul de informații genetice:
A) Ribozomi; B) centrioli; C) mitocondrii; D) miezul; E) lizozomi.
13. Câți spermatozoizi conține un grăunte de polen:
A) 1; AT 2; C)3; D) 4; E) 5.
14. Ce se dezvoltă din celula centrală fertilizată, sacul embrionar al ovarului:
A) embrion; B) Blastula C) spermatozoizi; D) Endosperm; E) învelișul semințelor.
15. Reproducerea sexuală a spirogyra:
A) hermafroditism; C) fuziunea gameților C) autofertilizare;
D) Conjugare; E) Partenogeneza.
Răspunsuri la munca de testare:
1-a
2 inchi
3 inchi
4-s
5 inchi
6-a
7-d
8 inchi
9-in
10-d
al 11-lea
12-d
13 inchi
14-d
15-d
4. Determinați metoda de dezvoltare postembrionară a organismelor
(dezvoltare directă sau dezvoltare cu transformare - metamorfoză)
1. Cruce de păianjen-direct dezvoltare
2. Broasca de mlaștină-Metamorfoză
3. Fluture-varză-Metamorfoză
4.Raci-direct dezvoltare
5. O persoană rezonabilă -dezvoltare directă
6. Lăcustă asiatică-dezvoltare directă
8. Muscă comună-Metamorfoză
9. Black Raven-dezvoltare directă
10. Albină-Metamorfoză
11. Gandacul rosu-dezvoltare directă
12. Triton obișnuit -Metamorfoză
13. Mâncărime de scabie-dezvoltare directă
14. Țestoasa de mlaștină-dezvoltare directă
15. Broasca verde-Metamorfoză
5. Determinați din ce organe din stratul germinativ se formează
(ectoderm, endoderm, mezoderm)
1.intestin-Endoderm
2.unghiile-ectoderm
3.lumina-Endoderm
4.inima-mezoderm
5.testicule-mezodermul
6.pancreas-Endoderm
7.piele-ectoderm
8.acord-mezodermul
9.muschii scheletici-mezodermul
10.stomac-Endoderm
11.nervi-ectoderm
12.creierul-ectoderm
13.rinichi-mezodermul
14.vezica urinara-mezodermul
15. ficat-Endoderm
3.Verificarea lucrărilor efectuate.
Lucrați în perechi:
Elevii își împărtășesc munca încheiată între ei, profesorul tablă interactivă deschide cheile fiecărei sarcini de testare. Elevii verifică lucrarea și introduc numărul de răspunsuri corecte în tabelul propus.
Ultimul nume primul nume
1. Corelați concepte
2.Drum
și forma de reproducere
3. Lucru de testare
4. Metoda dezvoltării postembrionare
5. Foi de germeni
După completarea tabelelor, profesorul arată criteriile de evaluare a lucrării, elevii acordă note.
(toate cele 5 sarcini au câte 15 întrebări pentru a facilita evaluarea muncii efectuate)
15-13 calificare „5”
12-9 evaluare „4”
8-6 evaluare „3”
mai puțin de 6 răspunsuri scor „2”
4. Reflecția lecției.
Dragi copii, aș dori să închei lecția noastră cu cuvintele lui A. Diesterweg:
„Puteți oferi cunoștințe unei persoane, sugerați, dar el trebuie să le stăpânească prin propria activitate...”
Băieți, ce părere aveți... (declarațiile studenților)
1. faceți o prezentare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”.
2. Elevii care au primit note „4,3,2” studiază acest subiect mai detaliat.
Răspunsuri la manualele școlare
Reproducerea organismelor este procesul de reproducere de felul lor, asigurând continuitatea și continuitatea vieții. Această proprietate este caracteristică numai organismelor vii, în care ele diferă fundamental de obiectele naturii neînsuflețite.
2. Care este esența reproducerii asexuate?
În procesul de evoluție, reproducerea asexuată a apărut mai întâi și abia mai târziu - sexuală.
Cu reproducerea asexuată, se formează o nouă generație cu participarea unui singur individ parental, care îi transferă complet toate calitățile și caracteristicile sale ereditare. Diviziunea celulară mitotică stă la baza tuturor formelor de reproducere asexuată.
Această metodă de reproducere se găsește în natură (între animale - la protozoare, celenterate, viermi etc., precum și la majoritatea plantelor) și este utilizată în economia națională: în industria microbiologică pentru înmulțirea bacteriilor și a drojdiilor; V agriculturăîn înmulțirea vegetativă a plantelor și în tehnologia culturii tisulare.
3. Ce tipuri de reproducere asexuată cunoașteți?
Cel mai formă simplă reproducere asexuată - diviziune, când individul părinte este împărțit în două părți identice. Așa se reproduc bacteriile, protozoarele și multe alge unicelulare.
O altă formă de reproducere asexuată este înmugurirea. Se găsește atât în organismele unicelulare (drojdie), cât și în organismele multicelulare (hidra). Un astfel de proces de reproducere asexuată precum sporularea este destul de răspândit în natură (așa se reproduc ciuperci, alge, mușchi, ferigi și unele animale unicelulare).
Există, de asemenea, un proces de fragmentare, când un copil (alge filamentoase, planaria) se formează dintr-o parte a organismului mamei. În centrul acestui proces se află capacitatea organismului de a reface părțile pierdute ale corpului.
Plantele sunt răspândite reproducere vegetativă, în care se formează noi indivizi din părți ale plantei mamă (lăstar, rădăcină) și în același timp moștenesc toate caracteristicile acesteia. Unele plante au organe speciale modificate pentru aceasta: bulbi, cormi, tuberculi, rizomi. Multe dintre ele servesc și ca organe de depozitare, în care nutrienți, permițând plantei să supraviețuiască perioadei nefavorabile - iarnă, secetă.
4. Cum are loc reproducerea asexuată la protozoare?
reproducere asexuatăîn cel mai simplu se realizează prin divizare. Acest proces începe de la kernel. Se întinde, ia o formă alungită, apoi se împarte prin mitoză. Nucleele fiice se îndepărtează unul de celălalt. În citoplasmă se formează o constricție transversală sau sept, care, adâncindu-se treptat, împarte individul matern în două fiice.
5. Ce este înmugurirea?
Înmugurirea este o formă de reproducere asexuată. Apare atât în organismele unicelulare, cât și în cele multicelulare. De exemplu, așa se reproduc ciupercile unicelulare și drojdia. Inițial, pe celula mamă se formează un mic tubercul - un rinichi. Crește, crește în dimensiune. Nucleul celulei mamă se divide. Apoi, unul dintre nucleele fiice formate se deplasează la rinichi. Se formează o nouă celulă. Ea poate continua să trăiască cu mama ei sau să se separe de ea și să continue o existență independentă.
6. Ce organisme se reproduc prin înmugurire?
Atât organismele unicelulare, cât și cele multicelulare se reproduc prin înmugurire. Așa se reproduc ciupercile unicelulare de drojdie. Hidra multicelulară folosește aceeași metodă de reproducere, totuși, rinichiul său este format dintr-un grup de celule.
7. Apare înmugurirea la plante?
La plante, înmugurirea poate fi observată, de exemplu, la Kalanchoe. Pe frunzele sale există celule mari speciale din care se formează plante mici.
8. Ce este o dispută?
Un spor este un tip special de celulă cu înveliș foarte dur. Litigiile pot perioadă lungă de timpÎn această formă, ei sunt capabili să aştepte frigul, căldura, uscarea, excesul de umiditate. Când vin condiții favorabile, ele germinează, se divid și din ele se formează noi indivizi.
9. Ce organisme se reproduc prin spori?
Unele animale unicelulare, ciuperci și multe plante se reproduc prin spori. La plantele multicelulare, cum ar fi algele multicelulare, mușchii, ferigi, precum și în ciupercile superioare, sporii se formează în organe speciale - sporangi.
10. Care organe planta cu flori numit vegetativ?
Organele vegetative sunt lăstarul (tulpina cu frunze și muguri) și rădăcina.
11. Ce metodă de reproducere se numește vegetativă?
Vegetativa este o metodă de reproducere în care noi indivizi se formează din părți ale plantei mamă (lăstar, rădăcină) și moștenesc toate caracteristicile acesteia. Unele plante au lăstari special modificați pentru aceasta: bulbi, cormi, tuberculi, rizomi.
OPȚIUNEA 1.
1. Care dintre următoarele definiții este corectă?
a) reproducerea este o creștere a numărului de indivizi ai unei anumite specii ca urmare a migrației de pe alt teritoriu; b) reproducerea este o creștere a numărului de indivizi ai unei specii date prin dezvoltare pe baza organismelor parentale.
2. Enumerați caracteristicile spermatogenezei:
a) apare în corpul feminin; b) procedează în testicul; c) cuprinde 4 perioade;
d) începe în embriogeneză; e) procedează în ovar; e) începe la pubertate; g) cuprinde 3 perioade; h) se termina cu formarea a 4 gameti;
i) se încheie cu formarea a 1 gamet; j) apare în corpul masculin.
3. Stabiliți cu ce organe este asociată fecundarea: a) ovar;
b) trompele uterine;
c) vezicule seminale; d) uter; e) sămânță.
4. În ce zonă are loc meioza în timpul gametogenezei?
a) reproducere; b) crestere; c) maturitate.
5. Ce parte a oului este purtătoarea informației genetice?
a) citoplasmă; b) ribozomi; c) miez; d) mitocondriile.
TESTE PE TEMA: „CREȘTEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 2.
1. Enumeraţi principalele caracteristici ale reproducerii asexuate: a) un individ părinte; b) descendentul este unic din punct de vedere genetic; c) mecanismul celular principal este meioza; d) doi părinți persoane fizice; e) dezvoltarea unui descendent din celulele corpului; e) descendenții sunt asemănători genetic; g) mecanismul celular principal este mitoza; h) dezvoltarea unui descendent din gameți.
2. Enumeraţi caracteristicile oogenezei: a) se produce în corpul feminin; b) procedează în testicul; c) cuprinde 4 perioade;
d) începe în embriogeneză; e) procedează în ovar; e) începe la pubertate; g) cuprinde 3 perioade; h) se termina cu formarea a 4 gameti; i) se încheie cu formarea a 1 gamet; j) apare în corpul masculin.
3. Stabiliți cu ce organe este asociată maturarea ovulului: a) ovar; b) trompele uterine; c) vezicule seminale; d) uter; e) sămânță.
4. Care este setul de cromozomi din spermatozoizi?
5. Ce celule germinale umane sunt implicate în fertilizare?
a) un ovul b) spermatozoid; c) ovocitul II; d) spermatide.
TESTE PE TEMA: „CREȘTEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 3.
1. Enumeraţi principalele caracteristici ale reproducerii sexuale: a) un individ parental; b) descendentul este unic din punct de vedere genetic; c) mecanismul celular principal este meioza; d) doi părinți persoane fizice; e) dezvoltarea unui descendent din celulele corpului; e) descendenții sunt asemănători genetic; g) mecanismul celular principal este mitoza; h) dezvoltarea unui descendent din gameți.
2. Precizați caracteristicile structurale ale spermatozoidului:
3. Stabiliți cu ce organe este asociată formarea spermatozoizilor: a) ovar; b) trompele uterine; c) vezicule seminale; d) uter; e) sămânță.
4. Care este setul de cromozomi dintr-un ou?
5. Cati spermatozoizi trebuie sa fie continuti in material seminal pentru ca fertilizarea sa aiba loc?
a) 150; b) 1500; c) 15000; d) 150000000.
TESTE PE TEMA: „CREȘTEREA ORGANISMELOR.
CARACTERISTICI ALE REPRODUCERII UMANE”.
OPȚIUNEA 4.
1. Precizaţi principalele forme de reproducere asexuată: a) fisiune multiplă; b) partenogeneza; c) împărțire simplă; d) fragmentare; e) înmugurire; f) reproducerea vegetativă; g) formarea de spori; h) cu fertilizare.
2. Specificați caracteristicile structurale ale ovulului:
a) dimensiuni mari; b) un volum mare de citoplasmă; c) nucleu haploid; d) volum mic de citoplasmă; e) prezența unei cozi; e) dimensiuni reduse; g) prezenţa unui acrozom; h) rezerve de galbenus.
3. Ce gameți sunt produși de testicule?
a) ouă b) spermatozoizi.
4. Care dintre metodele de reproducere a organismelor au apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție?
a) vegetativ; b) asexuat; c) sexul.
5. Cât timp există un ou la o persoană?
a) 48 de ore; b) 24 de ore; c) 72 de ore; d) 12 ore.
42. Comparați procesele de mitoză și meioză.
Mitoza este o diviziune celulară care are ca rezultat două celule cu setul original de cromozomi (2n dacă celula mamă a fost diploidă și 1n dacă celula a fost haploidă, de exemplu, când polenul este format din microspori); Mitoza este un proces asexuat de reproducere. În timpul meiozei, ca urmare a două diviziuni succesive, în a doua dintre care nu se formează copii ale cromozomilor, din celula diploidă originală (2n) se formează patru celule haploide (n). În acest caz, recombinarea trăsăturilor ereditare se realizează datorită încrucișării, care are loc în profaza I a meiozei. (Importanța mitozei și a meiozei - vezi răspunsurile la întrebările 37 și 41).
43. Care sunt caracteristicile formării și structurii celulelor germinale masculine și feminine?
Celulele sexuale masculine (gameți) - spermatozoizi - se formează ca urmare a spermatogenezei (gr. sperma- sămânță și geneză- naștere).
Acest proces are loc în trei etape: reproducerea în testicule a celulelor diploide ale țesutului spermatogen, având ca rezultat formarea spermatocitelor (2n); creșterea spermatocitelor, însoțită de sinteza ADN și completarea celei de-a doua cromatide; maturarea spermatocitelor, care se divid prin meioză pentru a forma spermatozoizi haploizi (n).
Seturile cromozomiale de spermatozoizi (umani și alte mamifere) diferă în cromozomi sexuali: unii poartă cromozomul X, în timp ce alții poartă cromozomul Y.
Celulele sexuale feminine (gameți) - ouă - se formează ca urmare a oogenezei (gr. ONU- un ou și geneză- naștere).
Acest proces are loc și în ovare în trei etape: reproducerea în ovare a celulelor diploide ale țesutului oogenic, în urma căreia se formează ovocite (2n); creșterea ovocitelor, însoțită de sinteza ADN și construcția celei de-a doua cromatide a cromozomilor; maturarea ovocitelor și diviziunea lor prin meioză. Ca rezultat, din ovocit se formează un ou haploid cu un singur cromozomi cromatidic (1n1c) și trei corpi de reducere (sau polari). În viitor, oul participă la procesul sexual, iar corpurile reducătoare mor.
Procesul de formare a gameților masculini și feminini se numește gametogeneza(Fig. 19).
Orez. 19. Schema spermatogenezei ( A) și oogeneză ( b)
Diferențele în structura spermatozoizilor și ovulelor sunt asociate cu funcțiile lor. În procesul de maturare, ouăle sunt acoperite cu cochilii (în unele cazuri, de exemplu, la reptile, păsări și mamifere, apar o serie de cochilii suplimentare). Funcția membranelor este de a proteja oul și embrionul de influențele externe adverse.
Funcția spermatozoizilor este de a furniza informații genetice ovulului și de a stimula dezvoltarea acestuia. În acest sens, în spermatozoizi are loc o restructurare semnificativă: aparatul Golgi este situat la capătul anterior al capului, transformându-se într-un corp inel (acrozom), care secretă enzime care acționează asupra cojii oului. Mitocondriile sunt compacte în jurul flagelului emergent, formând un gât. Spermatozoidul format conține și centrioli.
44. Extinde sensul biologic al procesului de fertilizare.
Fertilizarea este procesul de fuziune a unui spermatozoid cu un ovul, urmat de fuziunea nucleelor acestora și formarea unui zigot diploid. Semnificația biologică a acestui proces constă în faptul că atunci când gameții masculin și feminin se contopesc, se formează un nou organism care poartă caracteristicile ambelor organisme parentale. În timpul formării gameților în meioză, apar celule cu diferite combinații de cromozomi, prin urmare, după fertilizare, noi organisme combină caracteristicile tatălui și ale mamei în diferite combinații. Ca urmare, diversitatea ereditară a organismelor crește semnificativ.
45. Ce metodă de reproducere a evoluat mai devreme? Aduceți dovezi.
Mai veche din punct de vedere evolutiv este reproducerea asexuată; dovadă în acest sens este faptul că acest tip de reproducere este caracteristic procariotelor – bacterii și cianobacteriilor – primele organisme apărute pe Pământ.
În acest caz, celulele primesc aceleași informații ereditare care au fost conținute în celula originală (mamă).
46. Justificați avantajul evolutiv al reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată.
Pentru avantajele reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată, a se vedea răspunsurile la întrebările 44 și 45.
47. Descrieți principalele etape ale dezvoltării embrionare. Ce semne în diferite stadii de dezvoltare ale embrionului uman indică originea sa animală?
Dezvoltarea embrionară este dezvoltarea unui animal de la apariția unui zigot până la naștere. Prima etapă - blastula(gr. blastos- germen): embrionul are forma unei bile multicelulare monostratificate, goala in interior. Toți nucleii celulelor blastomere sunt diploizi și conțin aceeași informație genetică. De obicei, există 64 (uneori 128 sau mai mult) blastomeri în blastula. Dimensiunea blastulei nu depășește zigotul. Cavitatea din interiorul blastulei este primară (blastocoel). A doua faza - gastrula(gr. gaster- stomac): embrionul este bistratificat, are o cavitate intestinală, o deschidere bucală primară, două straturi de celule - ectoderm și endoderm. Aceasta este urmată de stadiul de gastrula târzie (la toate animalele, cu excepția bureților și celenteratelor). În această etapă, apare un al treilea strat de celule - mezodermul, care este așezat între ecto- și endoderm. Inițial, arată ca două buzunare, ale căror cavități sunt o cavitate secundară a corpului. În embrionul de cordate, aceasta este urmată de scenă neurula- se formează un complex axial, format dintr-o coardă și o placă neuronală, situate paralel între ele. Notocorda ia naștere din endoderm (mai precis, din cordomezoderm), iar placa neură din ectoderm.
În viitor, are loc diferențierea celulară: din ectoderm, epiteliul tegumentar, smalțul dinților, sistem nervos, organe de simț. Din endoderm - epiteliul intestinal, glandele digestive, plămânii. Din mezoderm - scheletul, mușchii, sistemul circulator, organele excretoare, sistemul reproducător. La toate animalele și la oameni, aceleași straturi germinale formează aceleași organe și țesuturi. Aceasta este o dovadă că straturile germinale sunt omoloage și au o origine comună în evoluție. Dezvoltarea ulterioară a embrionului se desfășoară în strictă dependență a unor organe de altele (legea G. Speman a inducției embrionare).
48. Care este subiectul geneticii și care sunt sarcinile și metodele acesteia?
Genetica este știința legilor eredității și a variabilității organismelor. Genetica dezvoltă metode pentru a controla aceste procese. Include o serie de ramuri - genetica microorganismelor, plantelor, animalelor, oamenilor. Metodele genetice sunt folosite, de exemplu, în medicină (genetică medicală). Genetica este strâns legată de biologia moleculară, citologia, teoria evoluției, selecția.
Rezultatele obţinute în cercetarea genetică sunt de mare importanţă pentru medicină, inginerie genetică, biotehnologie şi alte domenii.
În diferite departamente de genetică se folosesc diferite metode: hibridologică în genetica plantelor, genealogică, gemenă, citogenetică, biochimică - în genetica umană etc.
49. Definiți ereditatea și dezvăluie conținutul ei cu exemple specifice.
Ereditatea este proprietatea organismelor de a transmite generației următoare semnele și trăsăturile lor de dezvoltare, de exemplu. reproduce propriul lor fel. Ereditatea este o proprietate integrală a materiei vii. Se datorează stabilității relative (adică, constanța structurii) moleculelor de ADN.
Existența eredității este confirmată de asemănarea trăsăturilor externe și interne ale descendenților cu caracteristicile corespunzătoare ale organismelor părinte.
50. Extindeți natura universală a codului eredității ca dovadă a unității materiale a naturii vii.
Codul ereditar (genetic) este un singur sistem de „înregistrare” a informațiilor ereditare într-o moleculă de ADN sub forma unei secvențe de nucleotide. Acest cod este universal pentru toate organismele. Cele mai importante proprietăți ale codului sunt tripletitatea, universalitatea, specificitatea (vezi și întrebările 27 și 29).
51. Care sunt fundamentele citologice ale modelelor de moștenire?
Citologia este o știință care studiază structura și activitatea celulelor. Pe vremea când G. Mendel publică observațiile sale despre natura moștenirii trăsăturilor la mazăre (1865), nu putea ști despre structura gameților, mitoză, meioză, structura și scopul ADN-ului etc. Dezvoltarea citologiei și altele Științe biologice a făcut posibil să se stabilească că cromozomii constau în principal din molecule de ADN, că genele sunt secțiuni ale ADN-ului, că fiecare celulă a corpului conține un set dublu de cromozomi (unul de la fiecare părinte) și, prin urmare, două gene care determină fiecare trăsătură și excepție fac doar celulele sexuale (gameții). Toate aceste informații au făcut posibil să se dea descoperirilor lui G. Mendel o fundamentare citologică.
Luați în considerare bazele citologice ale încrucișării monohibride, adică o astfel de încrucișare, atunci când două plante de mazăre aparținând liniilor pure diferă doar într-o singură trăsătură, de exemplu, culoarea semințelor (mazăre). În acest caz, plantele părinte sunt notate cu litera latină P (din engleză. părinţi- parinti), femela - un semn (oglinda lui Venus), masculul - un semn (scut si sulita lui Marte). Încrucișarea este indicată prin semnul de înmulțire x, plantele din prima generație sunt indicate prin semnul F 1 - (din lat. filia- fii). Culoarea predominantă a semințelor, în acest caz galben, se numește dominant(din lat. domina- domnul) și sunt notate cu litera A majusculă, iar culoarea suprimată, în acest caz verde, - recesiv(din lat. recesiv- retragere) și sunt notate cu litera mică a.
După ce au adoptat astfel de denumiri, încrucișarea monohibridă poate fi descrisă după cum urmează.
Deoarece în timpul formării gameților există o scădere a numărului de cromozomi (și, prin urmare, a genelor) în aceste celule la jumătate, atunci în fiecare gamet va exista o singură genă de culoare a semințelor: fie „galben”, fie „verde”. În timpul formării hibrizilor din prima generație (de la hibrid- se încrucișează) gameții se contopesc, se restabilește setul diploid de cromozomi și fiecare celulă F 1 poartă genele atât pentru semințe galbene, cât și pentru cele verzi. Dar în fenotip va apărea doar culoarea galbenă, care în acest caz domină. Acest model, descoperit de G. Mendel, a fost numit reguli de dominare, sau Prima lege a lui Mendel.
52. Explicați motivele care împiedică schimbul de gene între organisme de diferite specii.
Una dintre cele mai importante proprietăți de orice fel este așa-numita izolare reproductivă, adică prezența unor mecanisme speciale care împiedică introducerea genelor unei specii străine în propriul pool de gene. Dacă nu ar exista astfel de mecanisme, atunci specia nu ar putea exista ca unitate evolutivă. Deosebit de importantă este izolarea reproductivă a speciilor strâns înrudite, a căror probabilitate de încrucișare este mai mare decât cea a celor îndepărtate genetic. Protecția împotriva afluxului de gene străine poate fi realizată în diferite moduri.
De exemplu, timpul de maturare a gameților la specii strâns înrudite poate diferi. Astfel, momentul depunerii icrelor la speciile de pești strâns înrudite care se reproduc în aceleași locuri nu coincide. Locurile de reproducere pot să nu se potrivească. De exemplu, diferite tipuri de broaște își depun ouăle în diferite corpuri de apă: bălți, lacuri, râuri etc. O formă de izolare poate fi un habitat preferat: unele specii de ranunci cresc în pajiști, altele în mlaștini și altele în marginea pădurilor. În plus, oul este de obicei capabil să recunoască spermatozoizii masculilor din propria specie, iar spermatozoizii „străini” nu pot pătrunde în el. Dacă s-a întâmplat acest lucru și s-a născut un hibrid interspecific, atunci de obicei nu este viabil, fie este steril. De exemplu, un hibrid de cal și măgar - un catâr, care se distinge printr-o rezistență mare, este steril datorită faptului că cromozomii neomologi ai unui măgar și ai unui cal nu se pot conjuga în timpul meiozei și formării de plin- gameți cu niște năvală într-un catâr este imposibil.
Astfel, un întreg set de mecanisme de izolare a reproducerii creează o protecție fiabilă împotriva pătrunderii oricărui tip de gene străine în fondul genetic. Acest lucru face din fiecare specie un stadiu stabil de evoluție a lumii organice care există cu adevărat pentru perioade foarte lungi de timp.
53. Descrieți conceptele de „genă”, „alele”, „homozigot”, „heterozigot”, „dominanță”, „recesivitate” și ilustrează-le cu exemple.
Termenii enumerați în întrebare denotă conceptele de bază ale geneticii - știința eredității și a variabilității.
Gene(din gr. genos- gen, origine) este o secțiune a moleculei de ADN care determină moștenirea unei anumite trăsături. Deoarece moleculele de ADN sunt răsucite în cromozomi în timpul diviziunii, putem spune că o genă este o secțiune a unui cromozom.
Deoarece celulele somatice ale organismelor conțin un set dublu (diploid) de cromozomi omologi, câte unul de la fiecare individ părinte, prin urmare, există două gene care determină dezvoltarea fiecărei trăsături în celulă. Ele sunt localizate în zone strict definite ale cromozomilor omologi - loci. Se numesc gene responsabile de dezvoltarea unei trăsături și care se află în același loci de cromozomi omologi gene alelice, sau alela. Toți gameții dintr-un individ de linie pură AA (sau de rasă pură) sunt aceiași, adică conțin gena A. Acești indivizi sunt numiți homozigot pe această bază (de la gr. homos- egal). Indivizii cu gene Aa formează două tipuri de gameți A și a într-un raport de 1:1. Se numesc astfel de indivizi heterozigot(din greaca. heteros- diferit). Varianta predominantă a trăsăturii celor două posibile se numește dominant(din lat. domina- maestru), iar suprimatul - recesiv(din lat. recesiv- retragere). De exemplu, luând în considerare culoarea semințelor de mazăre, G. Mendel a constatat că lor galben domină verdele.
54. Definiți termenii „fenotip” și „genotip”. Care este diferența lor fundamentală? Cum este legat genotipul de fenotip din punctul de vedere al biologiei moleculare și al teoriei evoluției?
Se numește totalitatea tuturor trăsăturilor unui organism, atât externe cât și interne fenotip. Se numește totalitatea tuturor genelor dintr-un organism genotip. Genele sunt transmise din generație în generație fără a se schimba. Modificările apar numai cu mutații, care sunt rar observate. Cu toate acestea, manifestările acțiunii genelor și natura trăsăturii emergente depind în mare măsură de condițiile de mediu. Astfel, fenotipul este determinat de genotip și de condițiile de mediu. Strict vorbind, nu trăsătura în sine este moștenită, ci capacitatea organismului de a demonstra trăsătura în anumite condiții de existență.
O genă definește structura unei singure proteine, de obicei cu proprietăți importante pentru organism, cum ar fi activitatea enzimatică. Prin sinteza proteinelor sau prin reglarea altor procese importante cu ajutorul enzimelor, se realizează manifestarea unuia sau altuia.
55. Ce fel de încrucișare se numește monohibrid și care sunt bazele sale citologice? Ce reguli și modele se manifestă în încrucișarea monohibridă? Ilustrați-le cu exemple.
Un monohibrid este o încrucișare a două organisme care diferă unul de celălalt într-o singură trăsătură. Cu încrucișarea monohibridă, G. Mendel și-a început studiile despre legile eredității. A încrucișat două plante de mazăre, care se deosebesc una de alta doar prin culoarea mazărei: galben și verde. În prima generație, toate mazărea erau galbene. Astfel, G. Mendel a constatat că culoarea galbenă a semințelor suprimă Culoarea verde, sau domină. Acest model a fost numit reguli de dominareși se numește uneori Prima lege a lui Mendel(a se vedea răspunsul la întrebarea 51).
Cu toate acestea, G. Mendel nu s-a oprit la analiza studiului culorii mazării în prima generație. A încrucișat două plante heterozigote din prima generație. În a doua generație, a avut loc despărțirea și plantele au apărut nu numai cu galbene, ci și cu semințe verzi într-un raport de 3: 1.
Acest model a fost numit reguli de împărțire pentru hibrizii de a doua generație, sau A doua lege a lui Mendel. Mendel a mai stabilit că modelele pe care le-a descoperit se aplică nu numai culorii semințelor, ci și culorii florilor, formei semințelor și așa mai departe.
Din experimentele privind încrucișarea monohibridă pot fi trase o serie de concluzii.
1. Organismele transmit gene din generație în generație fără a le schimba. Acest lucru este confirmat de faptul că nu a existat mazăre verde în prima generație, dar gena a care determină această culoare a fost transferată neschimbată de la F 1 la F 2, unde semințele homozigoților recesivi aa sunt verzi.
2. Una dintre genele care determină fiecare trăsătură o suprimă pe cealaltă, adică o domină. Această concluzie a lui Mendel este valabilă pentru trăsăturile de mazăre, dar pot exista și alte relații între gene.
3. Având în vedere modelele de scindare care apar atunci când două mazăre heterozigotă sunt încrucișate, Mendel a sugerat că factorii ereditari (pe care acum îi numim gene) nu se modifică și nu se amestecă în timpul formării hibrizilor, rămânând neschimbați. Comunicarea între generații se realizează numai prin celule germinale - gameți. După ce a descoperit apariția în F 2 a 25% dintre indivizii cu o trăsătură recesivă a părinților - semințe verzi - Mendel a descoperit că acest lucru se poate întâmpla numai dacă este îndeplinită următoarea condiție: atunci când se formează celulele germinale, un singur factor ereditar (adică gena) din cuplurile alelice. Aceasta este formularea ipotezei lui Mendel, numită legea purității gameților.
Fundamentarea citologică a acestei legi este că meioza are loc în timpul formării celulelor germinale, în urma căreia dintr-o celulă diploidă (2n) se formează patru gameți haploizi (n). Bineînțeles, într-un singur set de cromozomi gameți nu poate exista decât o singură genă care determină orice trăsătură (perechea alelică).
56. Ce reguli și tipare se manifestă în traversarea dihibridă? Ilustrați-le cu exemple.
În natură, organismele din aceeași specie diferă unele de altele în multe feluri. Prin urmare, încrucișarea monohibridă, ca și încrucișarea dihibridă, poate fi observată numai în experiment. Care sunt modelele de moștenire în cazul în care organismele diferă în două caracteristici, adică în încrucișarea dihibridă?
G. Mendel a ales două plante parentale homozigote care diferă doar prin culoare (galben și verde) și formă (netede și ridate) semințe. În acest caz, domină culoarea galbenă (A) și forma netedă (B), în timp ce culoarea verde (a) și forma încrețită (b) sunt trăsături recesive.
Astfel, ca urmare a încrucișării în prima generație (F 1), se formează indivizi heterozigoți de AaBb, care conțin gene atât pentru trăsăturile dominante, cât și pentru cele recesive. Conform regulii de dominanță, vor avea mazăre netedă galbenă.
Fiecare plantă din F 1 produce patru tipuri de gameți: și anume 25% AB, Ab, aB și ab. La încrucișare, toate fuziunile aleatorii posibile ale acestor patru tipuri de gameți pot fi descrise folosind așa-numita rețea Punnett. În cele 16 pătrate ale sale sunt scrise genotipuri și fenotipuri, care se formează în F 2 în timpul încrucișării dihibride.
Din luarea în considerare a rezultatelor acestei încrucișări, este evident că, în funcție de fenotip, descendenții sunt împărțiți în 4 grupe: 9 galbene netede, 3 galbene șifonate, 3 verzi netede, 1 verde șifonată. Dar dacă luăm în considerare împărțirea în funcție de o trăsătură, adică în funcție de culoarea semințelor, atunci raportul dintre galben și verde și neted și ridat va fi de 12:4 = 3:1, ca într-o cruce monohibridă. Acest model a fost numit reguli independente de împărțire, sau combinație de caracteristici independente. Mai târziu a fost chemată A treia lege a lui Mendel. Formularea acestei reguli este următoarea: la încrucișarea a doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două perechi de trăsături, împărțirea pentru fiecare pereche de trăsături are loc independent de alte perechi. Trebuie menționat imediat că această regulă este valabilă numai dacă genele perechilor de trăsături luate în considerare se află în perechi diferite de cromozomi omologi.
57. Extindeți esența legii purității gameților. Care este rațiunea sa citologică?
Având în vedere modelele de scindare care apar atunci când două mazăre heterozigotă diferă doar prin culoarea semințelor, Mendel a sugerat că factorii ereditari (pe care acum îi numim gene) nu se modifică și nu se amestecă în timpul formării hibrizilor, rămânând neschimbați. Comunicarea între generații se realizează numai prin celule germinale - gameți. După ce a descoperit apariția în F 2 a 25% dintre indivizii cu o trăsătură recesivă a părinților - semințe verzi, Mendel a descoperit că acest lucru se poate întâmpla numai dacă este îndeplinită următoarea condiție: atunci când se formează celulele germinale, un singur factor ereditar (adică, o genă) dintr-o pereche alelică intră în fiecare dintre ele . Aceasta este formularea ipotezei lui Mendel, numită mai târziu legea purității gameților. Fundamentarea citologică a acestei legi este că meioza are loc în timpul formării celulelor germinale, în urma căreia dintr-o celulă diploidă (2n) se formează patru gameți haploizi (n). Bineînțeles, într-un singur set de cromozomi gameți nu poate exista decât o singură genă care determină orice trăsătură (perechea alelică).
58. Care este acțiunea multiplă a genelor și care sunt motivele acestui fenomen?
În experimentele sale, G. Mendel a studiat mazărea. Acele semne de mazăre, a căror moștenire a fost studiată de G. Mendel - culoarea sau forma semințelor - sunt determinate de gene individuale. Cu toate acestea, nu întotdeauna o genă determină moștenirea unei singure trăsături. Fenomenul când o genă este responsabilă pentru dezvoltarea unui număr de trăsături este numit acţiunea genelor multiple. Deci, de exemplu, un defect al unei gene duce la dezvoltarea sindromului Marfan: la pacienți, degete lungi flexibile („degete de păianjen”), dislocarea cristalinului ochiului și o încălcare a structurii inimii. În acest caz, toate aceste semne se bazează pe dezvoltarea anormală a țesuturilor conjunctive, cauzată de acțiunea unei singure gene.
59. Extindeți esența analizei încrucișării. Care este semnificația sa practică?
Genotipul este totalitatea tuturor genelor, iar fenotipul este totalitatea tuturor trăsăturilor unui organism. Mai mult, dacă fenotipul este dominant, este imposibil să se stabilească genotipul. De exemplu, plantele de mazăre care au semințe galbene pot avea atât genotipurile Aa, cât și AA. Pentru a stabili dacă o astfel de plantă este homozigotă sau heterozigotă, se efectuează o analiză încrucișată. Pentru a face acest lucru, se încrucișează o plantă cu un genotip necunoscut și o plantă homozigotă cu o trăsătură recesivă aa. Dacă individul analizat are un set homozigot de gene - AA, atunci scindarea nu va avea loc în prima generație.
Dacă planta studiată este Aa heterozigotă, atunci în prima generație vor exista indivizi cu o trăsătură recesivă, adică cu semințe verzi.
Deci puteți stabili genotipul necunoscut al unui individ cu un fenotip dominant.
60. Care este esența celei de-a treia legi a lui G. Mendel și care sunt fundamentele ei citologice?
Vezi răspunsul la întrebarea 57.
61. Extindeți principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității. Care este esența legii lui T. Morgan?
În 1910–1920 Geneticistul american Thomas Morgan a formulat teoria cromozomală a eredității.
Conform acestei teorii, genele sunt segmente de cromozomi. Acestea. Un cromozom este un grup de gene conectate în serie - un grup de legătură. Acum știm că un cromozom este o moleculă de ADN și, prin urmare, o genă este o secțiune a acestei molecule. Toate celulele organismelor din aceeași specie conțin un anumit număr de cromozomi perechi (omologi) - 2n. Numărul n pentru o persoană este 23. Astfel, celulele noastre conțin 46 de cromozomi și numai în celulele germinale - spermatozoizi și ouă - câte 23. Fiecare genă are un loc strict definit în cromozom. Acest loc se numește locus a acestei gene.
Genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună, iar pentru trăsăturile determinate de aceste gene, legea lui Mendel a moștenirii independente a trăsăturilor este nedreaptă. Fenomenul de moștenire comună a genelor situate pe același cromozom se numește moștenire legată sau legea lui Morgan. Un individ heterozigot care are două gene pe același cromozom
vor forma două feluri de gameți A BȘi a bîntr-un raport de 1:1. Cu toate acestea, pe lângă astfel de gameți, gameții pot fi formați într-o cantitate mică. un BȘi A b, deoarece genele alelice a și A sau b și B pot schimba locul, trecând de la un cromozom omolog la altul. Acest fenomen, descoperit și de Morgan, se numește încrucișarea cromozomilor omologi, sau trecere peste.
62. Care sunt bazele citogenetice și semnificația biologică a procesului de crossing over?
Conform legii lui T. Morgan, genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună, adică. legat. Cu toate acestea, s-a dovedit că legea lui Morgan este uneori încălcată atunci când cromozomii se încrucișează sau se încrucișează. Un individ heterozigot care are două gene A și B într-unul dintre cei doi cromozomi omologi și genele a și b în celălalt dintre ei, conform legii lui Morgan, poate forma două tipuri de gameți:
Cu toate acestea, în realitate, pe lângă astfel de gameți, se formează și un anumit număr de gameți. un BȘi A b, adică legea lui Morgan este încălcată. Aceasta se întâmplă în timpul profezei primei diviziuni a meiozei, când se apropie și se conjugă cromozomii omologi. În procesul de conjugare, ei pot face schimb de site-uri cu gene alelice.
Cu cât genele sunt localizate mai departe în cromozom, cu atât este mai mare probabilitatea de încrucișare între ele și cu atât este mai mare procentul de gameți cu recombinare a genelor, ceea ce înseamnă că un procent mai mare de indivizi descendenți diferă de părinții lor. Astfel, trecerea este o sursă importantă de variabilitate combinativă.
63. Descrieți mecanismul cromozomial al determinării sexului la oameni și animale.
Celulele organismelor conțin un set dublu de cromozomi omologi, care se numesc autozomi, și doi cromozomi sexuali. Celulele femelelor conțin doi cromozomi sexuali omologi, denumiți în mod obișnuit XX. În celulele bărbaților, cromozomii sexuali nu sunt împerecheți - unul dintre ei este desemnat X, iar celălalt Y. Astfel, setul de cromozomi la bărbați și femei diferă printr-un singur cromozom. Femeile au 44 de autozomi și doi cromozomi sexuali XX în fiecare celulă a corpului (cu excepția sexului), în timp ce bărbații au aceiași 44 de autozomi și doi cromozomi sexuali X și Y. Când se formează celulele germinale, apare meioza și numărul de cromozomi din spermatozoizi. iar ouăle scade de două ori. La femei, toate ouăle au același set de cromozomi: 22 de autozomi și un cromozom X. La bărbați, se formează două tipuri de spermatozoizi într-un raport de 1: 1 - 22 autozomi și X sau 22 autozomi și un cromozom Y. Dacă un spermatozoid care conține cromozomul X intră în ovul în timpul fecundației, va apărea un embrion feminin, iar dacă un spermatozoid conține un cromozom Y, se formează un embrion masculin.
Astfel, determinarea sexului la om, alte mamifere, Drosofila, depinde de prezența sau absența cromozomului Y în spermatozoizii care fecundează ovulul. Imaginea opusă se observă la păsări și la mulți pești: XY este setul de cromozomi sexuali pentru femele și XX pentru masculi. La unele insecte, cum ar fi albinele, femelele au cromozomi XX, în timp ce masculii au doar un cromozom sexual X și nu există nicio pereche pentru acesta. Prin urmare, în lumea animală, determinarea sexului cromozomial poate varia.
64. Extindeți caracteristicile moștenirii trăsăturilor legate de sex.
Cromozomii sexuali X și Y conțin un numar mare de genele. Moștenirea trăsăturilor pe care le definesc se numește moștenirea legată de sex, iar localizarea genelor în cromozomii sexuali se numește legarea genelor cu sexul.
De exemplu, cromozomul X uman conține gena H dominantă, care determină coagularea sângelui. O persoană care este homozigotă recesiv pentru această trăsătură dezvoltă o boală severă de hemofilie, în care sângele nu se coagulează și persoana poate muri din cauza celei mai mici leziuni ale vaselor. Deoarece există doi cromozomi X în celulele femeilor, prezența genei h într-unul dintre aceștia nu implică o boală, deoarece gena dominantă H este prezentă în al doilea dintre ei. În celulele bărbaților, există doar un singur cromozomi X. cromozom. Dacă gena h este prezentă în ea, atunci omul va dezvolta hemofilie, deoarece cromozomul Y nu este omolog cu cromozomul X și nu conține gena H sau h.
Să scriem o schemă de moștenire a hemofiliei.
În mod similar, daltonismul este moștenit - o incapacitate congenitală de a distinge culorile, cel mai adesea verde și roșu.
65. Care este interacțiunea genelor și care este motivul acestui fenomen?
Nu întotdeauna o genă determină moștenirea unei trăsături. Genotipul este un sistem de gene care interacționează. În acest caz, atât genele alelice, cât și genele non-alelice pot interacționa între ele. Interacțiunea genelor alelice conform principiului dominanță-recesivitate a fost discutată mai sus. În plus, este adesea întâlnită dominanța incompletă, în care indivizii heterozigoți diferă ca fenotip de cei homozigoți. De exemplu, dacă A este gena pentru culoarea roșie dominantă și a este gena pentru culoarea albă recesivă a florii, atunci un individ cu genotipul AA are flori roșii, aa este albă și Aa este roz.
Următoarele tipuri de interacțiuni ale genelor non-alelice sunt adesea observate.
1. Complementaritatea.
Genele complementare se numesc gene dominante, în prezența cărora se dezvoltă o trăsătură în genotipul AB, spre deosebire de cazurile Ab sau aB, când această trăsătură este absentă.
2. Epistazis.
În acest caz, genele unei alele suprimă acțiunea altor gene care nu le sunt alele.
3. Acțiunea polimerică a genelor.
Multe proprietăți ale organismelor vii (greutate, mărime, fecunditate) nu pot fi împărțite în clase fenotipice clare. Astfel de semne se numesc cantitative. Cel mai adesea, ele sunt controlate nu de una, ci de mai multe perechi de gene non-alelice.
Care sunt motivele interacțiunii genelor? O proteină sintetizată cu participarea unei gene poate fi o enzimă necesară pentru manifestarea acțiunii unei alte proteine codificate de o genă complet diferită. Acest lucru poate explica interacțiunea complementară a genelor non-alelice. În alte cazuri, o proteină este capabilă să suprime sinteza proteinelor care are loc cu participarea unei alte gene - așa se manifestă epistaza.
Caracteristicile cantitative sunt de fapt un întreg set de caracteristici mai simple. De exemplu, pentru o fertilitate ridicată la un porc, un număr mare de ouă trebuie să se maturizeze simultan, un porc trebuie să aibă o anumită dimensiune a uterului, un număr mare de glande mamare etc. Desigur, toate aceste semne sunt determinate de diferite alele ale genelor.
66. Descrie tipurile de mutații cunoscute de tine. Care este semnificația lor în procesul evolutiv, în activitățile practice?
Uneori, în timpul transferului de material genetic de la părinți la urmași, apar modificări cantitative sau calitative în ADN, iar celulele fiice primesc un set de gene care diferă de cele părinte. Se numesc astfel de schimbări în materialul ereditar care sunt transmise generației următoare mutatii(din lat. mutatio- întoarce). Un organism care dobândește noi proprietăți ca urmare a unei mutații se numește mutant. Teoria mutației a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea. Citologul olandez Hugo de Vries.
Mutațiile au o serie de proprietăți.
1. Apare brusc, orice parte a genotipului poate muta.
2. Mai des sunt recesive, mai rar - dominante.
3. Poate fi dăunător, neutru și benefic pentru organism.
4. Transmis din generație în generație. Ele pot apărea sub influența atât a influențelor externe, cât și a celor interne.
Mutațiile sunt împărțite în mai multe tipuri. Punct, sau genetic, mutațiile sunt modificări ale genelor individuale care pot apărea atunci când una sau mai multe perechi de nucleotide sunt înlocuite, aruncate sau inserate într-o moleculă de ADN.
Cromozomiale Mutațiile sunt modificări ale unor părți ale cromozomilor sau ale cromozomilor întregi. Astfel de mutații pot apărea ca urmare a: deleții - pierderea unei părți a cromozomului; dublari - dublarea oricărei părți a cromozomului; inversiuni - rotatia unui segment de cromozom cu 180 o; translocare - ruperea unei părți a cromozomului și mutarea acesteia într-o nouă poziție, de exemplu, alăturarea unui alt cromozom.
genomic mutaţiile constau în modificarea numărului de cromozomi din setul haploid. aceasta poate apărea ca urmare a pierderii oricărui cromozom din genotip sau, dimpotrivă, a creșterii numărului de copii ale oricărui cromozom din setul haploid. Un caz special de mutații genomice - poliploidie– o creștere a numărului de cromozomi din genotip, un multiplu de n.
Majoritatea mutanților au o viabilitate redusă și sunt îndepărtați prin selecție naturală. Pentru evoluția sau selecția de noi rase și soiuri sunt necesare acele indivizi rare care au mutații favorabile sau neutre. Semnificația evolutivă a mutațiilor constă în faptul că ele creează modificări ereditare care sunt materialul selecției naturale.
Factorii mutageni artificiali sunt folosiți pe scară largă pentru a obține noi rase de animale, soiuri de plante și tulpini de microorganisme.
67. Oferiți o justificare motivată pentru mutații similare la specii strâns înrudite.
După cum știți, mutațiile sunt baza variabilității ereditare. Academicianul N.I. Timp de mulți ani, Vavilov a studiat tiparele variabilității ereditare la plantele sălbatice și cultivate din diferite grupuri sistematice. Aceste studii au făcut posibilă formularea legea seriei omoloage, sau legea lui Vavilov. Formularea acestei legi este următoarea: genurile și speciile apropiate genetic se caracterizează prin serii similare de variabilitate ereditară. Astfel, știind ce schimbări mutaționale apar la indivizii oricărei specii, se poate prezice că aceleași mutații vor avea loc la speciile și genurile înrudite în condiții similare.
N.I. Vavilov a urmărit variabilitatea multor trăsături în cereale. Din cele 38 de trăsături diferite caracteristice tuturor plantelor din această familie, 37 de trăsături au fost găsite la secară, 37 la grâu, 35 la ovăz și orz și 32 la porumb. Cunoașterea acestei legi permite crescătorilor să prevadă care trăsături se vor schimba într-una sau altă specie ca urmare a expunerii la factori mutageni.
68. Extinde, folosind exemple concrete, importanța geneticii pentru dezvoltarea doctrinei evoluționiste, reproducere, medicină, conservarea naturii.
Teoriile evoluționiste moderne se bazează pe două ipoteze principale: variația ereditară și selecția naturală. Mutațiile sunt considerate ca fiind materialul primar al procesului evolutiv. Când indivizi cu mutații diferite sunt încrucișați, pot apărea indivizi cu combinații de gene noi, genotipuri noi și, în viitor, noi specii. Prin urmare, putem spune că genetica, care studiază variabilitatea mutațională, stă la baza creării doctrinei evoluționiste moderne.
Creșterea este știința de a crea noi rase de animale, soiuri de plante, tulpini de microorganisme. Genetica este baza teoretica selecția, deoarece cunoașterea legilor geneticii vă permite să controlați apariția mutațiilor, să preziceți rezultatele încrucișării și să selectați corect hibrizii. Ca urmare a aplicării în practică a realizărilor geneticii, a fost posibilă crearea a peste 10.000 de soiuri de grâu pe baza mai multor soiuri sălbatice inițiale, pentru a obține noi tulpini de microorganisme care sintetizează enzime, substanțe medicinale, vitamine etc.
Multe boli umane sunt cauzate de tulburări ale genotipului. Din cele aproximativ 5.000 de boli ereditare, aproximativ 100 sunt boli cromozomiale care pot fi detectate prin examinarea cromozomilor unui copil. Deci, boala Down este cauzată de prezența unui cromozom al treilea suplimentar din a 21-a pereche (trisomia pe cromozomul 21). Această boală este rezultatul unei erori în formarea gameților.
Cunoștințele de genetică sunt esențiale pentru o conservare eficientă. De exemplu, poluarea mediu inconjurator factorii mutageni conduc inevitabil la numeroase mutații la diferite ființe vii.
Astfel, genetica este baza teoretică a unui număr de științe practice.
69. Comparați conceptele de „specie”, „rasă”, „varietate”. Dă exemple.
Lumea vie a Pământului este formată dintr-un număr mare de creaturi diferite feluri. Specia este unul dintre conceptele de bază ale biologiei. Doctrina speciei a fost dezvoltată de Ch. Darwin.
Conform conceptelor moderne, o specie este o colecție de indivizi care sunt similare ca structură, au același set de cromozomi, ocupă o anumită zonă de habitat (gamă), se încrucișează liber între ele și dau descendenți fertili. Există o serie de caracteristici - criterii pe care trebuie să le îndeplinească indivizii aparținând aceleiași specii. Varietate (din lat. sortis- varietate) - un set de plante ale unei specii (iar o rasă este un set de orice fel de animal), creat ca urmare a selecției și care posedă trăsături și proprietăți care sunt moștenite. Noi soiuri și rase sunt create de om în procesul de selecție artificială pentru a crește productivitatea sau a obține substanțe cu noi proprietăți dezirabile.
De exemplu, pe baza unei specii de porumbei, au fost create peste 800 de rase ale acestor păsări. Mulți ani de muncă de reproducere au făcut posibilă creșterea a mai multor zeci de rase de pui domestici, care se disting prin producția mare de ouă, greutate mare, culori strălucitoare etc. Și strămoșul lor comun este puiul de bancă din Asia de Sud-Est. Pe teritoriul Rusiei nu crește reprezentanţi sălbatici genul Gooseberry. Cu toate acestea, pe baza speciei Agrișe deviată, găsită în vestul Ucrainei și Caucaz, au fost obținute peste 300 de soiuri, dintre care multe rodesc bine în Rusia.
70. Numiți și descrieți centrele de origine ale plantelor cultivate cunoscute de dvs. Descrieți contribuția lui N.I. Vavilov în dezvoltarea selecției.
N.I. Vavilov credea că în regiunea cu cel mai mare număr de soiuri și soiuri ale oricărei plante, există un centru de origine istorică și domesticire a acestei plante. După ce a organizat numeroase expediții pe toate continentele Pământului, cu excepția Antarcticii, N.I. Vavilov și colaboratorii săi au adunat o colecție imensă de soiuri de plante cultivate și soiuri ale strămoșilor lor sălbatici. Pe baza datelor obținute de N.I. Vavilov a descoperit următoarele 7 centre ale agriculturii antice - centrele de origine a plantelor cultivate.
1. Asia de Sud (India, Indochina, Indonezia) - orez, castravete, mango, vinete, trestie de zahar, lamaie, mandarina, portocala etc.
2. Asia de Est (China centrală, Japonia, Coreea) - mei, soia, hrișcă, ceapă, para, măr, prun, ceai, muștar, ridichi, scorțișoară etc.
3. Asia de sud-vest (Asia Centrală, Transcaucazia) - secară, fasole, mazăre, morcovi, napi, bumbac, cânepă, Nuc si etc.
4. Mediterana (maluri Marea Mediterana) - măsline, varză, sfeclă, ovăz, mărar, chimen, pătrunjel etc.
5. Abisinian, sau etiopian, cel mai vechi dintre toate centrele - sorg, grâu, orz, banane, in etc.
6. America Centrală (Mexic și Golful Mexic), - porumb, fasole, cacao, dovleac, ardei, roșii, floarea soarelui etc.
7. Andin, sau sud-american (parte din Columbia, Peru, Chile) - cartofi, china, tutun, arahide, ananas, cauciuc, căpșuni etc.
Trebuie avut în vedere că multe specii au fost domesticite simultan în mai multe centre: orz, măsline, grâu, ceapă, usturoi etc.
Până în prezent, există deja 12 centre primare de origine a plantelor cultivate.
O altă contribuție semnificativă a N.I. Vavilov în dezvoltarea geneticii și a selecției a fost descoperirea legii seriei omoloage de variabilitate ereditară. După cum știți, mutațiile sunt baza variabilității ereditare. Academicianul N.I. Timp de mulți ani, Vavilov a studiat tiparele variabilității ereditare la plantele sălbatice și cultivate din diferite grupuri sistematice. Aceste studii au făcut posibilă formularea legii seriei omologice, sau legea lui Vavilov (vezi întrebarea 67).
N.I. Vavilov a urmărit variabilitatea multor trăsături în cereale. Din cele 38 de trăsături diferite caracteristice tuturor plantelor din această familie, 37 de trăsături au fost găsite la secară și grâu, fiecare 35 la ovăz și orz și 32 la porumb. Cunoașterea acestei legi permite crescătorilor să prevadă în prealabil care trăsături se vor schimba într-una sau altă specie ca urmare a expunerii la factori mutageni.
Până în prezent, legea seriei omoloage a fost confirmată și de exemplul ciupercilor, microorganismelor și animalelor. Motivele mutațiilor similare la specii strâns înrudite sunt că au același număr sau foarte apropiat de cromozomi și același aranjament de gene alelice pe cromozomi.
71. Descrieţi principalele metode de selecţie. Evaluați-le eficacitatea.
Principalele metode tradiționale de reproducere sunt selecția și hibridizarea.
Selecția se bazează pe selecția artificială, atunci când o persoană selectează indivizi de animale sau plante cu trăsături de interes pentru el. Până în secolele XVI-XVII. selecția a avut loc inconștient, adică o persoană a selectat cele mai bune și mai mari semințe de grâu pentru semănat sau a crescut cei mai prolifici și mai mari pui, fără să se gândească că schimbă plantele și animalele în direcția de care avea nevoie.
Abia în ultimele secole, omul, necunoscând încă legile geneticii, a început să folosească selecția în mod conștient sau intenționat, încrucișând acei indivizi care îl mulțumesc în cea mai mare măsură.
Cu toate acestea, prin metoda de selecție, o persoană nu poate obține proprietăți fundamental noi în organismele crescute, deoarece în timpul selecției este posibil să se izoleze numai acele genotipuri care există deja în populație. Prin urmare, pentru obținerea de noi rase și soiuri de animale și plante, se folosește hibridizarea, încrucișând indivizi cu trăsături dezirabile și selectând ulterior din urmași acei indivizi la care caracteristici benefice cel mai pronunțat. De exemplu, un soi de grâu are o tulpină puternică și este rezistent la adăpostire, în timp ce un alt soi cu un pai subțire nu se infectează cu rugina tulpinii. Când plantele din două soiuri sunt încrucișate, la urmași apar diferite combinații de trăsături. Dar tocmai acele plante care sunt selectate au simultan un pai puternic și nu suferă de rugina tulpinii. Așa se creează o nouă varietate. În prezent, mutageneza artificială este utilizată pe scară largă pentru a obține noi modificări ereditare, deși probabilitatea apariției unor trăsături utile pentru oameni este foarte mică.
72. Explicați semnificația practică a mutagenezei artificiale în practica de reproducere.
Mutațiile induse artificial sunt materia primă pentru obținerea de noi soiuri de plante, microorganisme și, mai rar, animale. Mutațiile duc la apariția de noi trăsături ereditare, din care crescătorii selectează acele proprietăți care sunt utile oamenilor.
În natură, mutațiile sunt relativ rare, așa că crescătorii folosesc pe scară largă mutațiile artificiale. Influențele care cresc frecvența mutațiilor sunt numite mutagene. Frecvența mutațiilor este crescută de ultraviolete și raze X, precum și substanțe chimice, acționând asupra ADN-ului sau a aparatului care asigură diviziunea.
Prin mutageneza artificială și selecția ulterioară a mutanților s-au obținut noi soiuri cu randament ridicat de orz și grâu. Folosind aceleași metode, a fost posibilă obținerea de noi tulpini de ciuperci care produc de 20 de ori mai multe antibiotice decât formele originale.
În prezent, în lume sunt cultivate peste 250 de soiuri de plante agricole, create prin mutageneza fizică și chimică. Acestea sunt soiuri de porumb, orz, soia, orez, roșii, floarea soarelui, bumbac, plante ornamentale.
Unul dintre cazurile speciale de mutageneză artificială este utilizarea colchicinei pentru obținerea de plante poliploide. Colchicina distruge fusul de diviziune, în urma căruia se formează celule, al căror set de cromozomi este crescut cu un multiplu al setului haploid - până la 4n, 6n etc. Acești hibrizi sunt foarte productivi. Poliploizii de sfeclă de zahăr, hrișcă, secară, trifoi, pepene verde etc. sunt folosiți pe scară largă.
Atunci când creează noi soiuri folosind mutageneza artificială, cercetătorii folosesc legea seriei omoloage de N.I. Vavilov. Un organism care dobândește noi proprietăți ca urmare a unei mutații se numește mutant. Teoria mutației a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea. Citologul olandez Hugo de Vries (vezi întrebarea 66).
Va urma
Scopul lecției: generalizarea și consolidarea cunoștințelor despre formele și metodele de reproducere a organismelor vii, caracteristicile fecundației la plante și animale, procesul de ontogeneză a organismelor vii.
Obiectivele lecției:
1. Efectuați controlul cunoștințelor asupra materialului studiat, activați dezvoltarea gândirii logice prin utilizarea metodelor de control activ; abordare diferențiată a învățării.
2. Să-și formeze abilitățile și abilitățile de a lucra cu termeni, carduri, sarcini de testare, pentru a dezvolta interesul pentru subiect.
3. Pentru a insufla claritate și organizare în munca independentă, pentru a oferi fiecărui elev posibilitatea de a reuși.
Echipament pentru lecție: tabele de botanică și zoologie înfățișând mușchi, ferigi, ciuperci, angiosperme, protozoare, anelide, artropode, cordate, sarcini de testare, carduri de sarcini, tablă interactivă.
Metode de lecție: vizuale, de dezvoltare a informațiilor, de căutare-practic.
UMC: M. K. Gilmanov, L. U. Abshenova, A. R. Soloviev „Biologie” clasa a 9-a, Almaty „Atamyra”, 2009
În timpul orelor:
1. Moment organizatoric.
Profesorul salută elevii, dezvăluie scopul și obiectivele lecției, îi prezintă elevilor sarcinile lucrării de testare și criteriile de evaluare a lucrării.
Notă:
1. Profesorul poate evalua fiecare lucrare separat pentru o acumulare mai mare de note pe lecție, sau puteți pune o notă pentru fiecare tip de lucrare și puteți afișa una globală, sau puteți pune câte un punct pentru fiecare lucrare finalizată.
2. Profesorul poate verifica el însuși sarcinile finalizate după lecție sau la sfârșitul lecției, elevii fac schimb de lucrări și le verifică singuri conform cheilor sugerate de profesor.
2. Lucru de testare:
1. Corelați conceptele:
(la termenul din prima coloană, selectați definiția din a doua coloană)
|
Termen |
Definiția termenului |
|
1. Reproducere |
1. Un embrion sferic cu un singur strat cu o cavitate în interior. |
1-11; 2-2; 3-8; 4-6; 5-13; 6-12; 7-4; 8-10; 9-15; 10-5; 11-14; 12-7; 13-9; 14-1; 15-3.
2. Precizați metoda de reproducere și forma acesteia la aceste organisme vii:
|
Organism viu |
Metoda de reproducere |
Forma de reproducere |
|
1. euglena verde |
asexuat |
Diviziunea mitotică |
3. Lucrare de testare pe tema „Reproducția și dezvoltarea individuală a organismelor”
1. Ce set de cromozomi poartă spermatozoizii:
A) 1p; C) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
2. Ce set de cromozomi are zigotul:
3. Ce set de cromozomi au celulele somatice ale corpului:
A) 1p; C) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
4. Ce set de cromozomi are endospermul embrionului de sămânță:
A) 1p; C) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
5. Ce set de cromozomi are un ou de mamifer:
A) 1p; C) 2p; C) 3p; D) 4p; E) 5p.
6. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară mitotică:
7. În ce zonă de gametogeneză are loc diviziunea celulară meiotică:
A) zona de reproducere; C) Zona de formare; C) Zona de creștere;
D) zona de maturare; E) Zona de învățământ.
8. Care dintre procesele de reproducere a apărut cel mai devreme în procesul de evoluție:
A) vegetativ; B) fisiune binară; C) înmugurire; D) Sexual; E) butași.
9. Ce se formează ca urmare a oogenezei:
A) gameți; B) un ovul C) spermatozoid; D) zigot; E) Celulele somatice.
10. Care dintre procesele de reproducere a apărut mai târziu decât toate în procesul de evoluție:
A) vegetativ; B) asexuat; C) înmugurire; D) Sexual; E) fisiune binară.
11. Ce se formează ca urmare a gametogenezei:
A) un ovul B) spermatozoid; C) zigot;
D) Celule somatice; E) celulele sexuale.
12. Ce parte din spermatozoid și ovul este purtătorul de informații genetice:
A) Ribozomi; B) centrioli; C) mitocondrii; D) miezul; E) lizozomi.
13. Câți spermatozoizi conține un grăunte de polen:
A) 1; AT 2; C)3; D) 4; E) 5.
14. Ce se dezvoltă din celula centrală fertilizată, sacul embrionar al ovarului:
A) embrionul; B) Blastula C) spermatozoizi; D) Endosperm; E) învelișul semințelor.
15. Reproducerea sexuală a spirogyra:
A) hermafroditism; C) fuziunea gameților; C) autofertilizare;
D) Conjugare; E) Partenogeneza.
Răspunsuri la munca de testare:
1-a
2 inchi
3 inchi
4-s
5 inchi
6-a
7-d
8 inchi
9-in
10-d
al 11-lea
12-d
13 inchi
14-d
15-d
4. Determinați metoda de dezvoltare postembrionară a organismelor
(dezvoltare directă sau dezvoltare cu transformare - metamorfoză)
1. Cruce de păianjen - dezvoltare directă
2. Broasca de mlaștină - Metamorfoză
3. Fluture-varză- Metamorfoză
4. Raci - dezvoltare directă
5. Homo sapiens dezvoltare directă
6. Lăcustă asiatică- dezvoltare directă
7. Maybug - Metamorfoză
8. Muscă comună- Metamorfoză
9. Black Raven - dezvoltare directă
10. Miere de albine- Metamorfoză
11. Gandacul rosu - dezvoltare directă
12. Triton obișnuit - Metamorfoză
13. Mâncărime de scabie- dezvoltare directă
14. Țestoasa de mlaștină- dezvoltare directă
15. Broasca verde- Metamorfoză
5. Determinați din ce organe din stratul germinativ se formează
(ectoderm, endoderm, mezoderm)
1. intestine - Endoderm
2. unghii - ectoderm
3. plamani - Endoderm
4. inima - mezoderm
5. testicule - mezoderm
6. pancreas- Endoderm
7. piele - ectoderm
8. acord - mezodermul
9. muschii scheletici- mezodermul
10. stomac - Endoderm
11. nervi - ectoderm
12. creier- ectoderm
13. rinichi - mezoderm
14. vezica urinara- mezodermul
15. ficat - Endoderm
3. Verificarea lucrărilor efectuate.
Lucrați în perechi:
Elevii fac schimb de lucrări finalizate între ei, profesorul de pe tabla interactivă deschide tastele fiecărei sarcini de testare. Elevii verifică lucrarea și introduc numărul de răspunsuri corecte în tabelul propus.
După completarea tabelelor, profesorul arată criteriile de evaluare a lucrării, elevii acordă note.
(toate cele 5 sarcini au câte 15 întrebări pentru a facilita evaluarea muncii efectuate)
15-13 calificare „5”
12-9 evaluare „4”
8-6 evaluare „3”
mai puțin de 6 răspunsuri scor „2”
4. Reflecția lecției.
Dragi copii, aș dori să închei lecția noastră cu cuvintele lui A. Diesterweg:
„Puteți oferi cunoștințe unei persoane, sugerați, dar el trebuie să le stăpânească prin propria activitate...”
Băieți, ce părere aveți... (declarațiile studenților)