§19. تنوع الكائنات الحية. أشكال الحياة الخلوية وغير الخلوية

يمتلئ العالم الحي بمجموعة مذهلة من الكائنات الحية. تتكون معظم الكائنات الحية من خلية واحدة فقط ولا تكون مرئية للعين المجردة. يصبح الكثير منها مرئيًا فقط تحت المجهر. ويتكون آخرون ، مثل الأرنب ، الفيل ، أو الصنوبر ، وكذلك البشر ، من العديد من الخلايا ، وهذه الكائنات متعددة الخلايا تعيش أيضًا في عالمنا بكامله بأعداد كبيرة.

لبنات البناء للحياة

الوحدات الهيكلية والوظيفية لجميع الكائنات الحية هي الخلايا. وتسمى أيضا اللبنات الأساسية للحياة. جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. تم اكتشاف هذه الوحدات الهيكلية من قبل روبرت هوك في عام 1665. في البشر ، هناك حوالي مائة تريليون خلية. حجم واحد هو حوالي عشرة ميكرومتر. تحتوي الخلية على عضيات خلوية تتحكم في نشاطها.

هناك كائنات وحيدة الخلية و متعددة الخلايا. تتكون الأولى من خلية واحدة ، على سبيل المثال البكتيريا ، وتشمل الأخيرة النباتات والحيوانات. عدد الخلايا يعتمد على النوع. يتراوح حجم معظم الخلايا النباتية والحيوانية ما بين واحد إلى مائة ميكرومتر ، بحيث تكون مرئية تحت المجهر.

كائنات وحيدة الخلية

هذه المخلوقات الصغيرة تتكون من خلية واحدة. الأميبا والكازيليتس هي أقدم أشكال الحياة ، التي كانت موجودة قبل حوالي 3.8 مليون سنة. البكتيريا ، العتائق ، البروتوزوا ، بعض الطحالب والفطريات هي المجموعات الرئيسية للكائنات الحية أحادية الخلية. هناك فئتان رئيسيتان: بدائيات النواة وحقيقة النواة. كما تختلف في الحجم.

أصغرها حوالي ثلاثمائة نانومتر ، وبعضها يمكن أن يصل إلى أحجام تصل إلى عشرين سم. هذه الكائنات الحية عادة ما يكون لها أهداب و سوط التي تساعدهم على التحرك. لديهم جسم بسيط مع وظائف أساسية. يمكن الاستنساخ على حد سواء اللاجنسية والجنسية. عادة ما يتم تناول الطعام في عملية البلعمة ، حيث يتم امتصاص جزيئات الطعام وتخزينها في فجوات خاصة موجودة في الجسم.

كائنات متعددة الخلايا

تسمى الكائنات الحية التي تتكون من أكثر من خلية واحدة الخلايا متعددة الخلايا. وهي تتكون من وحدات يتم تحديدها وتعلقها ببعضها البعض ، مما يشكل كائنات حية معقدة متعددة الخلايا. معظمها مرئي للعين المجردة. تظهر الكائنات الحية مثل النباتات وبعض الحيوانات والطحالب من خلية واحدة وتنمو لتصبح منظمات متعددة السلسلة. كلتا فئتي الكائنات الحية ، بدائيات النواة وحقيقيات النواة ، يمكن أن تظهر متعددة الخلايا.

آليات متعددة الخلايا

هناك ثلاث نظريات لمناقشة الآليات التي يمكن أن تنشأ من خلالها تعدد الخلايا:

• تشير النظرية التكافلية إلى أن الخلية الأولى لكائن متعدد الخلايا نشأت بسبب تعايش أنواع مختلفة من الخلية الواحدة ، كل منها يؤدي وظائف مختلفة.
• تدعي النظرية الخلوية أن كائنًا متعدد الخلايا لا يمكن أن يكون قد تطور من مخلوقات وحيدة الخلية ذات نويات عديدة. مثل هذه أبسط مثل ciliates والفطريات المخاطية لديها العديد من النوى ، وبالتالي دعم هذه النظرية.
• تدعي النظرية الاستعمارية أن تكافل العديد من الكائنات الحية من نفس النوع يؤدي إلى تطور كائن متعدد الخلايا. تم اقتراحه من قبل Haeckel في عام 1874. تحدث معظم التكوينات متعددة الخلايا بسبب حقيقة أن الخلايا لا يمكن فصلها بعد عملية الانقسام. الأمثلة التي تدعم هذه النظرية هي الطحالب Volvox و Eudorin.

مزايا متعددة الخلايا

أي الكائنات الحية - متعددة الخلايا أو أحادية الخلية - لها مزايا أكثر؟ هذا السؤال صعب للغاية. إن تعدد الكائنات الحية يسمح لها بتجاوز حدود الحجم ، ويزيد من تعقيد الكائن الحي ، مما يسمح بتمايز العديد من خطوط الخلايا. يحدث الاستنساخ في الغالب من خلال الجنس. تشريح الكائنات متعددة الخلايا والعمليات التي تحدث فيها معقدة للغاية بسبب وجود أنواع مختلفة من الخلايا التي تتحكم في مصادر رزقهم. خذ على سبيل المثال ، التقسيم. يجب أن تكون هذه العملية دقيقة ومتناسقة بشكل جيد لمنع نمو وتطور غير طبيعي للكائنات متعددة الخلايا.

أمثلة على الكائنات متعددة الخلايا

كما ذكرنا أعلاه ، فإن الكائنات متعددة الخلايا هي من نوعين: بدائيات النواة وحقيقة النواة. الأول هو أساسا البكتيريا. بعض البكتيريا الزرقاء ، مثل الشارا أو السيفيرا ، هي أيضا بدائيات النوى متعددة الخلايا ، وأحيانا تسمى أيضا المستعمرات. معظم الكائنات حقيقية النواة أيضا تتكون من العديد من الوحدات. لديهم بنية جسم متطورة ، ولديهم أعضاء خاصة لأداء وظائف معينة. معظم النباتات والحيوانات المتطورة هي متعددة الخلايا. من الأمثلة على ذلك جميع أنواع عاريات البذور و كاسيات البذور. تقريبا جميع الحيوانات هي eukaryotes متعددة الشفاء.

ميزات وعلامات للكائنات متعددة الخلايا

هناك كتلة من العلامات التي يمكن من خلالها تحديد ما إذا كان الكائن الحي متعدد الخلايا أم لا بسهولة. بين ما يلي يمكن تحديدها:

• لديهم منظمة الجسم معقدة إلى حد ما.
• يتم تنفيذ وظائف متخصصة بواسطة مختلف الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء أو أنظمة الأعضاء.
• يمكن تقسيم العمل في الجسم على المستوى الخلوي ، على مستوى الأنسجة والأعضاء ومستوى أنظمة الأعضاء.
• هذه هي حقا حقيقيات النواة.
• إصابات أو موت بعض الخلايا على مستوى العالم لا تؤثر على الجسم: سيتم استبدال الخلايا المصابة.
• بسبب تعدد الخلايا ، يمكن للجسم أن يصل إلى أحجام كبيرة.
• بالمقارنة مع أحادي الخلية ، لديهم دورة حياة أطول.
• النوع الرئيسي للتكاثر هو الجنس.
• تميز الخلايا هو غريب فقط على الخلايا متعددة الخلايا.

كيف تنمو الكائنات متعددة الخلايا؟

كل المخلوقات ، من النباتات الصغيرة والحشرات إلى الفيلة الكبيرة والزرافات وحتى البشر ، تبدأ رحلتها كخلايا بسيطة واحدة تسمى البيض المخصب. لكي تنمو لتصبح كائنًا بالغًا كبيرًا ، فإنها تمر عبر مراحل تنموية محددة متعددة. بعد تخصيب البويضة ، تبدأ عملية التطوير متعدد الخلايا. طوال الرحلة ، يحدث النمو والتقسيم المتعدد للخلايا الفردية. وينتج عن هذا التكرار في النهاية منتجًا نهائيًا كائنًا معقدًا ومشكلاً تمامًا.

يؤدي فصل الخلايا إلى إنشاء سلسلة من النماذج المعقدة ، تحددها الجينومات ، وهي متطابقة تقريبًا في جميع الخلايا. هذا التنوع يؤدي إلى التعبير الجيني ، الذي يتحكم في المراحل الأربع لتطور الخلايا والأجنة: الانتشار والتخصص والتفاعل والحركة. الأول ينطوي على تكرار العديد من الخلايا من مصدر واحد ، والثاني مرتبط بخلق خلايا ذات خصائص محددة ومحددة ، والثالث ينطوي على توزيع المعلومات بين الخلايا ، والرابع مسؤول عن وضع الخلايا في جميع أنحاء الجسم لتكوين الأعضاء والأنسجة والعظام وغيرها الخصائص الفيزيائية للكائنات المتطورة.

بضع كلمات حول التصنيف

بين المخلوقات متعددة الخلايا ، هناك مجموعتان كبيرتان:

• اللافقاريات (الإسفنج ، الأجراس ، المفصليات ، الرخويات ، وغيرها) ؛
• وتر (جميع الحيوانات التي لها هيكل عظمي محوري).

كانت مرحلة هامة في تاريخ الكوكب بأكمله ظهور متعدد الخلايا في عملية التطور التطوري. وكان ذلك بمثابة قوة دفع قوية لزيادة التنوع البيولوجي وزيادة تطويره. السمة الرئيسية للكائنات متعددة الخلايا هي التوزيع الواضح للوظائف الخلوية ، والمسؤوليات ، بالإضافة إلى إنشاء وإقامة اتصالات مستقرة وقوية بينهما. بمعنى آخر ، إنها مستعمرة كبيرة من الخلايا ، قادرة على الحفاظ على موضع ثابت طوال دورة حياة الكائن الحي.

   العودة إلى الأمام

تحذير! يتم استخدام معاينة الشرائح لأغراض المعلومات فقط وقد لا توفر نظرة ثاقبة لجميع إمكانيات العرض. إذا كنت مهتمًا بهذا العمل ، فالرجاء تنزيل الإصدار الكامل.

يتم تقسيم جميع الكائنات الحية من قبل عدد من الخلايا: وحيدة الخلية و متعددة الخلايا.

وتشمل الكائنات أحادية الخلية: فريدة وغير مرئية لبكتيريا العين المجردة والبروتوزوا.

بكتيرياكائنات مجهرية أحادية الخلية تتراوح أحجامها من 0.2 إلى 10 ميكرون. يتكون جسم البكتيريا من خلية واحدة. لا توجد نواة في الخلايا البكتيرية. بين البكتيريا هي أشكال متحركة وغير متحركة. يتحرك مع واحدة أو أكثر من الأسواط. الخلايا هي متنوعة في الشكل: كروية ، على شكل قضيب ، ملتف ، في شكل: لوالب ، فاصلة.

بكتيرياوجدت في كل مكان ، تسكن جميع الموائل. أكبر عدد منهم في التربة على عمق 3 كيلومترات. وجدت في المياه العذبة والمالحة ، على الأنهار الجليدية والينابيع الساخنة. هناك العديد منهم في الهواء ، في الحيوانات والنباتات. ليس الاستثناء والجسم البشري.

بكتيريامآخذ غريبة من كوكبنا. أنها تدمر المواد العضوية المعقدة من جثث الحيوانات والنباتات ، وبالتالي المساهمة في تكوين الدبال. تحويل الدبال إلى المعادن. انهم استيعاب النيتروجين من الهواء وإثراء التربة معها. تستخدم البكتيريا في الصناعة: الكيميائية (لإنتاج الكحولات ، الأحماض) ، في الصناعة الطبية (لإنتاج الهرمونات والمضادات الحيوية والفيتامينات والإنزيمات) ، والأغذية (لإنتاج منتجات الحليب المخمرة ، تخليل الخضار ، وصنع النبيذ).

كل الأوليات  تتكون من خلية واحدة (ورتبت للتو) ، ولكن هذه الخلية هي كائن كامل ، مما يؤدي وجود مستقل.

الأميبا (الحيوان المجهرى)  يشبه كتلة صغيرة (0.1-0.5 ملم) ، وهلام جيلاتيني عديم اللون ، باستمرار تغيير شكله ("أميبا" يعني "للتغيير"). يتغذى على البكتيريا والطحالب وغيرها من الأوليات.

شبشب الزنابق  (حيوان ميكروسكوبي ، جسمه يشبه الحذاء) - له جسم متطاول طوله 0.1-0.3 ملم. انها تسبح مع مساعدة من أهداب تغطي جسدها ، نهاية حادة إلى الأمام. يتغذى على البكتيريا.

يوجلينا جرين  - الجسم ممدود ، بطول 0.05 مم. يتحرك مع السوط. يغذي مثل النبات في الضوء ، ومثل حيوان في الظلام.

الأميبايمكن العثور عليها في أحواض صغيرة صغيرة ذات قاع سائل (مع مياه ملوثة).

شبشب الزنابق  - سكان الخزانات ذات المياه الملوثة.

يوجلينا جرين  - تعيش في أحواض ملوثة بالأوراق المتعفنة في البرك.

شبشب الزنابق  - ينظف البرك من البكتيريا.

بعد موت الأبسط  يتم تشكيل رواسب الجير (على سبيل المثال ، الطباشير) العلف للحيوانات الأخرى. أبسط مسببات الأمراض من الأمراض المختلفة ، من بينها العديد من الخطورة ، مما يؤدي إلى وفاة المرضى.

نظام مفهوم

مهام تعليمية:

1. تقديم الطلاب لممثلي الكائنات الحية وحيدة الخلية. هيكلها ، التغذية ، القيمة ؛
2. الاستمرار في تكوين مهارات التواصل ، والعمل في زوج (مجموعة) ؛
3. الاستمرار في تكوين المهارات: المقارنة والتلخيص واستخلاص النتائج عند تنفيذ المهام (التي تهدف إلى دمج مواد جديدة).

نوع الدرس: درس تعلم مادة جديدة.

نوع الدرس: الإنتاجية (البحث) ، باستخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

الأساليب والتقنيات

• بصري - عرض شرائح ("ممالك الحياة البرية" ، "البكتريا" ، "البروتوزوا") ؛
• شفهي  - محادثة (المحادثة مفيدة) ؛ استطلاع: الجبهي والفرد. شرح المواد الجديدة.

أدوات التعلم: عرض الشرائح: البكتيريا ، Protozoa ، الكتاب المدرسي.

بالطبع من الدرس

I. تنظيم الفصل (3 دقائق)

II. الواجبات المنزلية (1-2 دقيقة)

III. تحديث المعرفة (5-10 دقيقة)

(يبدأ فعل المعرفة بتظاهرة رسم لمملكة الحياة البرية).

انظروا بعناية في الصورة ، التي الممالك هي الكائنات الحية المبينة في الصورة؟ (عرض 16 شريحة 1) ، (إلى البكتيريا والفطريات والحيوانات والنباتات).

التين. 1 مملكة الحياة البرية

كم من ممالك الطبيعة؟ (4) (يتم طرح السؤال من أجل جلب المعرفة إلى النظام والانتقال إلى المخطط ، الشريحة 2)

ما هي جميع الكائنات الحية؟ (من الخلايا)

كم وعدد المجموعات التي يمكن تقسيم جميع الكائنات الحية إليها؟ (الشريحة 3) ، (حسب عدد الخلايا)

* قد لا يذكر الطلاب ممثلين لوحيد الخلية (** على الأرجح أنهم لن يذكروا أبسطها ، حيث أنهم ليسوا على دراية بها بعد).

IV. بالطبع الدرس (20-25 دقيقة)

تذكرنا: مملكة الطبيعة. وإلى أي مجموعات هي كائنات مقسمة (وفقًا لعدد الخلايا) ، دعونا نجعل افتراضات حول ما سندرسه اليوم. (يقوم الطلاب بالتعبير عن آرائهم ، ويوجههم المعلم و "يؤدي" إلى الموضوع) (الشريحة 4).

الموضوع: الكائنات أحادية الخلية

ما هو الغرض من درسنا؟ (افتراضات الطلاب ، يرسل المعلم ، يصحح).

الهدف:  مقدمة في هيكل الكائنات الحية وحيدة الخلية

من أجل تحقيق هدفنا ، سوف نذهب في "رحلة إلى أرض البكتيريا والبروتوزوا" (الشريحة 6)

(عمل مستقل للطلاب مع تقديم عروض: "البكتيريا" ( عرض 2) ، "أبسط" ( عرض 1) وفقا لتعليمات المعلم)

(قبل بدء العمل ، يقام الاتصال البدني للذبابة ، الشريحة 5)

الجدول 1: الحيوانات أحادية الخلية(الشرائح 7 و 8)

اسم وحيد الخلية (الاسم: protozoa ، البكتيريا)	الموطن (أين يعيشون؟)	الغذاء (من أو ماذا يأكلون؟)	حجم الجسم (بالملم)	القيمة (الفائدة ، الضرر)
بكتيريا	في كل مكان (التربة ، الهواء ، الماء ، إلخ)	معظم البكتيريا تتغذى على المواد العضوية	أحجام صغيرة لا تحتوي الخلايا على نواة	الأطباء ، وتحسين خصوبة التربة ، وتستخدم في صناعة الأغذية ، للحصول على المخدرات
أبسط:
الأميبا	في البرك	البكتيريا والطحالب وغيرها من الأوليات	0.1-0.5 ، نتوء جيلاتيني	الغذاء للحيوانات الأخرى ، والعامل المسبب لأمراض الإنسان والحيوان
شبشب الزنابق	في الخزانات	من البكتيريا	0.1-0.3. على غرار الحذاء ، يتم تغطية الجسم بأهداب	الغذاء للحيوانات الأخرى ، وتنظف البرك من البكتيريا
أبسط:
يوجلينا جرين	في البرك والبرك	يغذي مثل النبات في الضوء ، ومثل حيوان في الظلام	0.05 ، جسم ممدود ، ذو سوط	تغذية للحيوانات الأخرى

ويتبع هذا العمل مناقشة للجدول (وبالتالي ، المادة الجديدة التي التقى بها الرجال أثناء "السفر").

(بعد المناقشة ، عد إلى الهدف ، هل فعلت؟)

(يتوصل التلاميذ إلى استنتاجات حول نفس طريقة كائنات الخلية الوحدانية هذه ، الشريحة 9)

خامسا ملخص الدرس (5 دقائق)

التفكير في القضايا:

• هل استمتعت بالدرس؟
• من أحب العمل مع الدرس أكثر؟
• ماذا فهمت من الدرس؟

المراجع:

1. الكتاب المدرسي: A. A. Pleshakov، N. I. Sonin. الطبيعة. الصف الخامس - م: دروفا ، 2006.
2. Hare R.G.، Rachkovskaya I.V.، Stambrovskaya V.M. علم الأحياء. مرجع عظيم لتلاميذ المدارس. - مينسك: "المدرسة العليا" ، 1999.

3.2. استنساخ الكائنات الحية ، معناها. طرق التكاثر والتشابه والاختلاف في التكاثر الجنسي والتجنبي. استخدام التكاثر الجنسي وغير اللاجنسي في الممارسة البشرية. دور الانقسام الاختزالي والإخصاب في ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الأجيال. استخدام التلقيح الاصطناعي في النباتات والحيوانات.

3.3. Ontogenesis وقوانينها المتأصلة. تخصص الخلايا وتشكيل الأنسجة والأعضاء. التطور الجنيني وبعد الظهاري للكائنات الحية. دورات الحياة وتناوب الأجيال. أسباب ضعف تطوير الكائنات الحية.

3.5. أنماط الوراثة ، أساس الخلوي. معبر أحادي وهجين. أنماط الميراث التي وضعتها G. مندل. الوراثة المرتبطة من الشخصيات ، وتعطل الروابط الجينية. قوانين T. مورغان. النظرية الكروموسومية للوراثة. أرضية الوراثة. وراثة الصفات المرتبطة بالجنس. Genotype كنظام كامل. تطوير المعرفة الوراثية. الجينوم البشري. التفاعل الجيني. حل المشاكل الوراثية. عبور الخرائط. قوانين ج. مندل وأساسها الخلوي.

3.6. تقلبات العلامات في الكائنات الحية: التعديل ، الطفري ، التوافقية. أنواع الطفرات وأسبابها. قيمة التباين في حياة الكائنات الحية وفي التطور. معدل التفاعل

3.6.1. التباين وأنواعه وأهميته البيولوجية.

3.7. الآثار الضارة من المطفرة والكحول والمخدرات والنيكوتين على الجهاز الوراثي للخلية. حماية البيئة من التلوث بواسطة المطفرة. تحديد مصادر المطفرة في البيئة (بشكل غير مباشر) وتقييم الآثار المحتملة لتأثيرها على جسمها. الأمراض البشرية الموروثة ، أسبابها ، الوقاية.

3.7.1. المطفرة ، الطفرات.

3.8. الاختيار ومهامه وقيمته العملية. تدريس N.I. Vavilova على مراكز التنوع وأصل النباتات المزروعة. قانون سلسلة متماثلة في تقلبية وراثية. طرق تربية أنواع جديدة من النباتات ، سلالات الحيوانات ، سلالات الكائنات الدقيقة. قيمة الوراثة للتربية. الأساس البيولوجي لزراعة النباتات المزروعة والحيوانات الأليفة.

3.8.1. علم الوراثة والاختيار.

3.8.2. طرق العمل Michurina.

3.8.3. مراكز منشأ النباتات المزروعة.

3.9. التكنولوجيا الحيوية ، الخلية والهندسة الوراثية ، الاستنساخ. دور نظرية الخلية في تكوين وتطوير التكنولوجيا الحيوية. قيمة التكنولوجيا الحيوية لتطوير تربية ، والزراعة ، والصناعة الميكروبيولوجية ، والحفاظ على تجمع الجينات من هذا الكوكب. الجوانب الأخلاقية لتطوير بعض البحوث في مجال التكنولوجيا الحيوية (استنساخ البشر ، تغييرات الجينوم الموجه).

3.9.1. الهندسة الخلوية والجينية. التكنولوجيا الحيوية.

مجموعة متنوعة من الكائنات الحية: أحادية الخلية و متعددة الخلايا ؛ autotrophs، heterotrophs.

كائنات وحيدة الخلية و متعددة الخلايا

إن التنوع غير العادي للكائنات الحية على كوكبنا يجبرنا على إيجاد معايير مختلفة لتصنيفها. وبالتالي ، يشار إليها على أنها أشكال الحياة الخلوية وغير الخلوية ، حيث أن الخلايا هي وحدة من بنية جميع الكائنات المعروفة تقريبا - النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا ، في حين أن الفيروسات هي أشكال غير الخلوية.

اعتمادا على عدد الخلايا التي تشكل الجسم ، ودرجة تفاعلها ، يتم إطلاق الكائنات أحادية الخلية ، المستعمرة والمتعددة الخلايا. على الرغم من حقيقة أن جميع الخلايا متشابهة شكليا وقادرة على أداء وظائف الخلية الطبيعية (الأيض ، والحفاظ على التوازن ، والتنمية ، وما إلى ذلك) ، تؤدي خلايا الكائنات أحادية الخلية وظائف الكائن الحي كله. ينطوي انقسام الخلايا في الخلية الواحدة على زيادة في عدد الأفراد ، وفي دورة حياتهم لا توجد مراحل متعددة الخلايا. بشكل عام ، في الكائنات أحادية الخلية ، تتطابق المستويات الخلوية والعضوية للمنظمة. وحيدة الخلية هي الغالبية العظمى من البكتيريا ، وهي جزء من الحيوانات (البروتوزوا) والنباتات (بعض الطحالب) والفطريات. يقترح بعض خبراء التصنيف حتى عزل الكائنات أحادية الخلية في مملكة خاصة - أي أنصارها.

استعماري  تسمى الكائنات الحية التي ، في عملية التكاثر اللاجنسي ، تبقى البنات مرتبطة بالكائن الأمومي ، وتشكل رابطة أكثر أو أقل تعقيدًا - مستعمرة. بالإضافة إلى مستعمرات الكائنات متعددة الخلايا ، مثل السلائل المرجانية ، هناك أيضًا مستعمرات من الكائنات أحادية الخلية ، على وجه الخصوص ، طحالب Pandorin و Eudorin. الكائنات الاستعمارية ، على ما يبدو ، كانت متوسطة في عملية ظهور الخلايا متعددة الخلايا.

كائنات متعددة الخلاياليس هناك شك في أن لديهم مستوى أعلى من التنظيم من مستوى الخلية الواحدة ، حيث أن أجسامهم تتكون من عدد كبير من الخلايا. على عكس المستعمرات ، التي يمكن أن يكون لها أكثر من خلية واحدة ، في الكائنات متعددة الخلايا ، تتخصص الخلايا في أداء وظائف مختلفة ، وهو ما ينعكس أيضا في هيكلها. إن ثمن هذا التخصص هو خسارة خلاياهم لقدرتهم على الوجود بشكل مستقل ، وكثيراً ما يعيدون إنتاج نوعهم. يؤدي تقسيم خلية واحدة إلى نمو كائن متعدد الخلايا ، ولكن ليس إلى تكاثرها. يتميز تطور الكائنات متعددة الخلايا بعملية تكسير بويضات مخصبة إلى العديد من خلايا الأفيون ، التي يتشكل منها كائن حي مع أنسجة وأعضاء متمايزة. الكائنات متعددة الخلايا عادة ما تكون أكبر من الكائنات أحادية الخلية. ساهمت الزيادة في حجم الجسم نسبة إلى سطحها في مضاعفات وتحسين عمليات التمثيل الغذائي ، وتشكيل البيئة الداخلية ، وفي النهاية ، زودتهم بمقاومة أكبر للتأثيرات البيئية (الاستتباب). وبالتالي ، متعدد الخلايا لديها عدد من المزايا في التنظيم مقارنة مع وحيدة الخلية وتمثل نقلة نوعية في عملية التطور. قليل من البكتيريا متعددة الخلايا ، ومعظم النباتات والحيوانات والفطريات.

Autotrophs و heterotrophs

وفقا لطريقة التغذية ، وتنقسم جميع الكائنات إلى autotrophs و heterotrophs. يمكن أن يقوم autotrophs بشكل مستقل بتجميع المواد العضوية من المواد غير العضوية ، في حين أن المواد غيرية التغذية تستخدم مواد عضوية محضرة بشكل حصري.

يمكن لبعض autotrophs استخدام الطاقة الضوئية لتوليف المركبات العضوية - وتسمى هذه الكائنات باسم photototrophs ، فهي قادرة على التمثيل الضوئي. صور autotrophs هي النباتات وجزء من البكتيريا. ترتبط ارتباطا وثيقا بالكيميوتينوتروف ، التي تستخرج الطاقة عن طريق أكسدة المركبات غير العضوية في عملية التخليق الكيميائي ، وهذه بعض البكتيريا.

saprotroph  تسمى الكائنات غيرية التغذية التي تتغذى على المخلفات العضوية. وهي تلعب دورا هاما في تداول المواد في الطبيعة ، لأنها تضمن الانتهاء من وجود المواد العضوية في الطبيعة ، وتحللها إلى تلك المواد غير العضوية. وهكذا ، تشارك ال Saprotrophs في تكوين التربة ، وتنقية المياه ، إلخ. وتشمل الساركوتروفز العديد من الفطريات والبكتيريا ، وكذلك بعض النباتات والحيوانات.

الفيروسات - أشكال الحياة غير الخلوية

خصائص الفيروسات

جنبا إلى جنب مع الشكل الخلوي للحياة ، وهناك أيضا أشكال غير الخلوية من ذلك - الفيروسات ، viroids و prions. تسمى الفيروسات (من اللات. فيرا - السم) أصغر الكائنات الحية ، غير قادرة على إظهار أي علامات للحياة خارج الخلايا. وثبت حقيقة وجودها في عام 1892 من قبل العالم الروسي دي ايفانوفسكي ، الذي أثبت أن مرض نبات التبغ - ما يسمى فسيفساء التبغ - ينتج عن مسببات المرض غير العادية التي تمر عبر المرشحات البكتيرية (الشكل 3.1) ، ولكن فقط في عام 1917 د "Errel استفاد من الفيروس الأول - bacteriophage. تتم دراسة الفيروسات من علم علم الفيروسات (من اللات - Vir - السم واليونانية. الشعارات - الكلمة ، والعلوم).

في الوقت الحاضر ، حوالي 1000 فيروس معروفة بالفعل ، والتي تصنف وفقا لأهداف الضرر والشكل والعلامات الأخرى ، ولكن الأكثر شيوعا هو التصنيف وفقا لخصائص التركيب الكيميائي وهيكل الفيروسات.

على عكس الكائنات الخلوية ، تتكون الفيروسات فقط من المواد العضوية - أساسا الأحماض النووية والبروتين ، ولكن بعض الفيروسات تحتوي أيضا على الدهون والكربوهيدرات.

تنقسم جميع الفيروسات بشكل تقليدي إلى بسيط ومعقد. تتكون الفيروسات البسيطة من الحمض النووي وقشرة البروتين - القفيصة. Capsid ليس monolithic ، يتم تجميعها من وحدات البروتين - capsomeres. في الفيروسات المعقدة ، يتم تغليف القفيصة بغشاء البروتين الدهني - supersacapsid ، والذي يحتوي أيضًا على بروتينات سكرية وبروتينات إنزيمية غير إنشائية. البنية الأكثر تعقيدا هي فيروسات البكتيريا - البكتيريا (من اليونانية. البكتيريا - العصا والبلع - الآكل) ، والتي لها رأس وعملية ، أو "الذيل". يتكون رأس البكتريا من قثطار بروتين وحامض نووي مغلف به. في الذيل ، يوجد كيس بروتين وقضيب مجوف مخبأ داخله. يوجد في الجزء السفلي من القضيب صفيحة خاصة ذات مسامير وخيوط مسؤولة عن تفاعل البكتريا مع سطح الخلية.

خلافا لأشكال الحياة الخلوية ، التي تحتوي على كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، يوجد نوع واحد فقط من الحمض النووي في الفيروسات (إما DNA أو RNA) ، لذا يتم تقسيمها إلى فيروسات DNA من الجدري ، والهربس البسيط ، و adenoviruses ، وبعض فيروسات التهاب الكبد. فيروسات البكتيريا) والفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي (فيروسات الفسيفساء التبغ ، فيروس نقص المناعة البشرية ، التهاب الدماغ ، الحصبة ، الحصبة الألمانية ، داء الكلب ، الإنفلونزا ، فيروسات التهاب الكبد الأخرى ، البكتيريا ، الخ). في بعض الفيروسات ، يمكن تمثيل الحمض النووي عن طريق جزيء واحد تقطعت بهم السبل ، و RNA - بواحد مزدوج.

بما أن الفيروسات تفتقد العضيات للحركة ، تحدث العدوى من خلال الاتصال المباشر للفيروس مع الخلية. يحدث هذا بشكل رئيسي من خلال الرذاذ المنقولة بالهواء (الإنفلونزا) ، من خلال الجهاز الهضمي (التهاب الكبد) ، الدم (فيروس نقص المناعة البشرية) أو الناقل (فيروس التهاب الدماغ).

مباشرة في الخلية ، يمكن أن تصاب الفيروسات بطريق الخطأ ، مع امتصاص السوائل بالميلرة ، ولكن في كثير من الأحيان يسبقها اتصال بغشاء الخلية في الخلية المضيفة ، مما يؤدي إلى حمض نووي خاص بالفيروس أو الجسيمات الفيروسية بأكملها في السيتوبلازم. معظم الفيروسات لا يمكن أن تخترق أي مضيف الخلية، وفي واضحة المعالم، على سبيل المثال، فيروسات التهاب الكبد تؤثر على خلايا الكبد وفيروس الانفلونزا - الخلايا المخاطية في الجهاز التنفسي العلوي، لأنها قادرة على التفاعل مع مستقبلات البروتين محددة على سطح الغشاء kletki المضيف الغائب في الخلايا الأخرى.

يرجع ذلك إلى حقيقة أن النباتات والبكتيريا والخلايا الفطرية لديها جدران الخلايا القوية ، والفيروسات التي تصيب هذه الكائنات ، شكلت التكيفات المناسبة للاختراق. لذلك ، بعد تفاعل البكتيريا مع سطح الخلية المضيفة ، "يخترقها" مع جوهرها ويحقن الحمض النووي في سيتوبلازم الخلية المضيفة (الشكل 3.2). في الفطريات ، تحدث العدوى بشكل رئيسي عندما تتضرر جدران الخلايا ؛ في النباتات ، كل من المسار المذكور آنفا ممكن ، فضلا عن تغلغل الفيروس من خلال plasmodesmash.

بعد الاختراق في الخلية ، يحدث "تجريد" الفيروس ، أي فقدان القفيصة. تعتمد الأحداث الأخرى على طبيعة الحمض النووي للفيروس: فالفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي تضيف الحمض النووي الخاص بها إلى جينوم الخلية المضيفة (bacteriophages) ، ويتم تصنيع الحمض النووي (DNA) لأول مرة على الحمض النووي الريبي (RNA) ، ثم يتم إدخاله في جينوم الخلية المضيفة (HIV) ، أو يمكنه مباشرة يحدث تخليق البروتين (فيروس الانفلونزا). إن استنساخ الحمض النووي للفيروس وتوليف البروتينات القفيصة باستخدام جهاز تركيب البروتين في الخلية هما عنصران أساسيان للعدوى الفيروسية ، وبعدها يحدث التجمع الذاتي لجزيئات الفيروس ويتركان الخلية. في بعض الحالات ، ترك جزيئات الفيروس الخلية ، otbechkovyv تدريجيا منه ، وفي حالات أخرى هناك تصادم جزئي ، يرافقه موت الخلية.

الفيروسات لا تمنع فقط تركيب الجزيئات الخاصة بهم في الخلية ، ولكن أيضا يمكن أن تسبب ضررا للهياكل الخلوية ، وخصوصا خلال المخرج الشامل من الخلية. وهذا يؤدي، على سبيل المثال، خسائر فادحة في اللبنيك الصناعي بكتيريا حمض الثقافات في حالة هزيمة بعض البكتيريا، واضطرابات المناعة بسبب تدمير الخلايا الليمفاوية فيروس نقص المناعة البشرية T4، التي هي واحدة من الأجزاء الوسطى من دفاعات الجسم، والعديد من النزف والخسائر في الأرواح الناجمة عن الإصابة بفيروس ايبولا، ل ولادة خلية وتشكيل سرطان ، الخ

على الرغم من حقيقة أن الفيروسات التي توغلت في الخلية غالباً ما تقوم بقمع أنظمة الإصلاح الخاصة بها وتسبب الموت ، فإنه من المحتمل أيضًا حدوث سيناريو مختلف - تنشيط دفاعات الجسم المرتبطة بتخليق البروتينات المضادة للفيروسات ، مثل الإنترفيرون و immunoglobulins. في هذه الحالة ، يتم مقاطعة تكاثر الفيروس ، ولا يتم تشكيل جسيمات فيروسات جديدة ، ويتم إزالة بقايا الفيروس من الخلية.

تسبب الفيروسات العديد من الأمراض في البشر والحيوانات والنباتات. في النباتات ، هي فسيفساء التبغ وزهور التوليب ، في البشر - الإنفلونزا ، والحصبة الألمانية ، والحصبة ، والإيدز ، إلخ. في تاريخ البشرية ، تسبب فيروس الجدري ، "الأسبان" ، والآن فيروس نقص المناعة البشرية في قتل مئات الملايين من الناس. ومع ذلك ، يمكن للعدوى أيضًا أن تزيد من مقاومة الجسم للعديد من العوامل الممرضة (المناعة) ، وبالتالي تساهم في تقدمه التطوري. بالإضافة إلى ذلك ، تستطيع الفيروسات "انتزاع" أجزاء من المعلومات الوراثية للخلية المضيفة ونقلها إلى الضحية التالية ، وبالتالي ضمان ما يسمى نقل الجينات الأفقي ، وتشكيل الطفرات ، وفي النهاية ، توريد المواد لعملية التطور.

في الوقت الحاضر تستخدم الفيروسات على نطاق واسع في دراسة بنية ووظائف الجهاز الوراثي ، وكذلك مبادئ وآليات تنفيذ المعلومات الوراثية ، وهي تستخدم كأداة للهندسة الوراثية والسيطرة البيولوجية على مسببات الأمراض لبعض أمراض النباتات والفطريات والحيوانات والبشر.

مرض الإيدز وفيروس نقص المناعة البشرية

تم اكتشاف فيروس العوز المناعي البشري (HIV) فقط في أوائل الثمانينيات من القرن العشرين ، إلا أن سرعة انتشار المرض الناجم عن ذلك وعدم القدرة على الشفاء في هذه المرحلة من تطور الدواء يجعل من الضروري إيلاء المزيد من الاهتمام له. في عام 2008 ، تم منح F. Barre-Sinussi و L. Montagnier جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب لأبحاث فيروس نقص المناعة البشرية.

فيروس نقص المناعة البشرية هو فيروس يحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) مركب يؤثر بشكل رئيسي على الخلايا الليمفاوية T4 ، التي تنسق عمل الجهاز المناعي بأكمله (الشكل 3.3). يتم توليف الحمض النووي الريبي للفيروس بواسطة بوليميراز الدنا المعتمد على RNA (الناسخ العكسي) ، والذي يتم إدخاله في جينوم الخلية المضيفة ، وتحويله إلى فيروس و "مخفي" لفترة غير محددة. وفي وقت لاحق ، تبدأ قراءة المعلومات حول الرنا الفيروسي والبروتينات ، التي يتم جمعها إلى جزيئات فيروسية وتغادرها في وقت واحد تقريبًا ، محكوم عليها بالإعدام ، من شريحة الحمض النووي. الجسيمات الفيروسية تصيب جميع الخلايا الجديدة وتؤدي إلى انخفاض في المناعة.

عدوى فيروس العوز المناعي البشري لها عدة مراحل ، مع فترة طويلة يمكن أن يكون الشخص حاملاً للمرض وإصابة أشخاص آخرين ، ولكن بغض النظر عن المدة التي تستمر فيها هذه الفترة ، فإن المرحلة الأخيرة ، والتي تسمى متلازمة نقص المناعة المكتسب أو الإيدز ، لا تزال تحدث.

يتميز المرض بانخفاض ، ومن ثم فقد كامل مناعة الجسم لجميع مسببات الأمراض. أعراض الإيدز هي آفات مزمنة للأغشية المخاطية للفم والجلد ، ومسببات الأمراض من الأمراض الفيروسية والفطرية (الهربس ، الخميرة ، الخ) ، والالتهاب الرئوي الحاد والأمراض الأخرى المرتبطة بالإيدز.

ينتقل فيروس نقص المناعة البشرية عن طريق الاتصال الجنسي ، من خلال الدم وسوائل الجسم الأخرى ، ولكن لا ينتقل عن طريق المصافحة والأشياء اليومية. في بادئ الأمر ، في بلادنا ، كانت عدوى فيروس العوز المناعي البشري ترتبط في كثير من الأحيان بالجماع الجنسي العشوائي ، وخاصة الشذوذ الجنسي ، وإدمان المخدرات عن طريق الحقن ، ونقل الدم المصاب ، وفي الوقت نفسه ، تجاوز الوباء مجموعات المخاطر وينتشر بسرعة إلى فئات أخرى من السكان.

وتتمثل الوسيلة الرئيسية لمنع انتشار الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في استخدام الواقي الذكري والتمييز في الجنس وعدم استخدام العقاقير.

تدابير لمنع انتشار الأمراض الفيروسية

إن الوسيلة الرئيسية للوقاية من الأمراض الفيروسية عند البشر هي ارتداء الضمادات الشاشية عندما تتلامس مع أمراض الجهاز التنفسي ، وغسل الأيدي ، والخضروات والفاكهة ، وناقلات الأمراض الفيروسية ، والتطعيم ضد التهاب الدماغ الناجم عن القراد ، وتعقيم الأدوات الطبية في المستشفيات ، إلخ. يجب على فيروس نقص المناعة البشرية أيضا التوقف عن استخدام الكحول والمخدرات ، ولها شريك جنسي واحد ، واستخدام معدات الحماية الشخصية لأغراض جنسية جهات الاتصال ، وما إلى ذلك

أشباه الفيروسات

Viroids (من اللاتينية. الفيروسات - السم واليونانية. Eidos - النموذج ، نوع) - وهذا هو أصغر مسببات الأمراض من الأمراض النباتية ، والتي تشمل فقط RNA الوزن الجزيئي المنخفض.

من المحتمل أن حمضها النووي لا يقوم بتشفير بروتيناتها الخاصة ، ولكن يتم إنتاجه فقط في خلايا النبات المضيف باستخدام أنظمة الإنزيم الخاصة به. في كثير من الأحيان ، يمكن أن يؤدي أيضًا إلى قطع الحمض النووي للخلية المضيفة إلى عدة أجزاء ، وبالتالي تدمير الخلية والمصنع ككل حتى الموت. لذلك ، قبل عدة سنوات ، قتل فيروزي ملايين من أشجار جوز الهند في الفلبين.

البريونات

البريونات (الاختصارات. المعدية البروتينية و- أو) هي عوامل معدية صغيرة ذات طبيعة بروتينية ، لها شكل خيوط أو بلورة.

نفس تكوين البروتينات موجود في الخلية الطبيعية ، لكن البريونات لها بنية ثالثة خاصة. عندما تدخل الجسم مع الطعام ، فإنها تساعد البروتينات "العادية" المقابلة في الحصول على البنية المناسبة للبريونات نفسها ، مما يؤدي إلى تراكم البروتينات "غير الطبيعية" ونقص البروتينات الطبيعية. وبطبيعة الحال ، يؤدي هذا إلى خلل في الأنسجة والأعضاء ، وخاصة في الجهاز العصبي المركزي ، وتطور الأمراض المستعصية حاليًا: "مرض جنون البقر" ، مرض كروتزفيلد جاكوب ، كورو ، إلخ.

3.2. استنساخ الكائنات الحية ، معناها. طرق التكاثر والتشابه والاختلاف في التكاثر الجنسي والتجنبي. استخدام التكاثر الجنسي وغير اللاجنسي في الممارسة البشرية. دور الانقسام الاختزالي والإخصاب في ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الأجيال. استخدام التلقيح الاصطناعي في النباتات والحيوانات.

استنساخ الكائنات الحية ، معناها

قدرة الكائنات على إعادة إنتاج نوعها هي واحدة من الخصائص الأساسية للحياة. على الرغم من حقيقة أن الحياة ككل مستمرة ، فإن متوسط ​​العمر المتوقع للفرد محدود ، لذا فإن نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل عند إعادة إنتاجه يضمن بقاء هذا النوع من الكائنات الحية على مدى فترات طويلة من الزمن. وبالتالي ، يضمن الاستنساخ استمرارية الحياة واستمراريتها.

الشرط الإجباري للتكاثر هو الحصول على أحفاد أكثر من الأفراد الوالدين ، حيث لن يتمكن جميع المنحدرين من العيش في تلك المرحلة من التطور التي سيكونون قادرين على ولادتها ، حيث يمكن تدميرها من قبل الحيوانات المفترسة ، والموت من الأمراض والكوارث الطبيعية ، مثل الحرائق ، الفيضانات ، إلخ.

طرق التكاثر والتشابه والاختلاف بين التكاثر الجنسي والتجنس اللاجنسي

في الطبيعة ، هناك طريقتان رئيسيتان للتكاثر - اللاجنسية والجنسية.

إن التكاثر اللاجنسي هو طريقة للتكاثر ، حيث لا يحدث تكوين أو انصهار لخلايا جرثومية متخصصة - الأمشاج - ، ولا يشارك فيها سوى كائن واحد من الأبوين. أساس التكاثر اللاجنسي هو انقسام الخلايا الانقسامية.

اعتمادًا على عدد خلايا الكائن الحي الأم الذي يؤدي إلى ظهور فرد جديد ، ينقسم التكاثر اللاجنسي إلى كائنات لاجنسية ونباتية نفسها. مع التكاثر اللاجنسي ، يتطور الفرد البنت من خلية واحدة من الكائن الحي للأم ، ومع الخضرية ، من مجموعة من الخلايا أو عضو بأكمله.

في الطبيعة ، هناك أربعة أنواع رئيسية من التكاثر اللاجنسي الصحيح: التقسيم الثنائي ، التقسيم المتعدد ، التبخر والتبرعم البسيط.

الانقسام الثنائي هو في الأساس انقسام توحدي بسيط لكائن وحيد الخلية الأم ، حيث تنقسم النواة أولاً ، ثم السيتوبلازم. ومن السمات المميزة لممثلين مختلفين للممالك النباتية والحيوانية ، مثل ameba of proteus و ciliates من الحذاء.

ويسبق التقسيم المتعدد أو schizogony التقسيم المتكرر للنواة ، وبعد ذلك يتم تقسيم السيتوبلازم إلى عدد مناسب من الشظايا. يحدث هذا النوع من التكاثر اللاجنسي في الحيوانات ذات الخلية الواحدة - sporozoans ، على سبيل المثال ، في مرض الملاريا البلازموديوم.

العديد من النباتات والفطريات في دورة حياة تكوين الأبواغ - تشكيلات متخصصة وحيدة الخلية تحتوي على إمدادات من المغذيات ومغطاة بقشرة واقية كثيفة. تنتشر الأبواغ عن طريق الرياح والمياه ، وتحت ظروف مواتية تنبت ، مما يؤدي إلى كائن جديد متعدد الخلايا.

المثال النموذجي للتبرعم كنوع من التكاثر اللاجنسي هو برعم الخميرة ، حيث يظهر بروز صغير على سطح الخلية الأم التي بعدها يتم تحريك واحدة من النوى ، وبعدها تتم إزالة الخلية الصغيرة الجديدة. هذا يحافظ على قدرة الخلية الأم على مزيد من الانقسام ، وعدد الأفراد يتزايد بسرعة.

يمكن إجراء التكاثر الخضري في شكل مزاح ، تجزؤ ، بولي جنين ، وما إلى ذلك. عندما تبرعم ، تشكل الهيدرا بروزاً لجدار الجسم ، الذي يزداد تدريجياً في الحجم ، ويفتح فتحة شفوية تحيط بها مخالب في الواجهة الأمامية. وينتهي بتكوين هيدرة صغيرة ، ثم يتم فصلها عن الكائن الحي للأمهات. Budding هو أيضا سمة من سمات عدد من الاورام الحميدة المرجانية والمحتالين.

يرافق التجزؤ تقسيم الجسم إلى جزأين أو أكثر ، ومن كل منهما يطور أفراد مكتمل النمو (قنديل البحر ، شقائق النعمان ، المسطحة والمحتوية ، شوكيات الجلد).

مع polyembryony ، ينقسم الجنين ، بما في ذلك نتيجة الإخصاب ، إلى عدة أجنة. هذه الظاهرة تحدث بانتظام في المدرع ، ولكن يمكن أن تحدث أيضا في البشر في حالة التوائم المتماثلة.

القدرة الأكثر تطوراً للتكاثر الخضري في النباتات حيث يمكن لبداية كائن حي جديد أن ينتج الدرنات ، والمصابيح ، والجذور ، وبراعم الجذر ، والشعيرات ، وحتى براعم الحضنة.

بالنسبة للتكاثر اللاجنسي ، لا يلزم سوى أحد الوالدين ، مما يوفر الوقت والطاقة اللازمة للبحث عن شريك جنسي. بالإضافة إلى ذلك ، قد ينشأ أفراد جدد من كل جزء من الكائن الحي للأمهات ، وهو أيضًا اقتصاد مضمون وطاقة تنفق على التكاثر. إن سرعة التكاثر اللاجنسي عالية جداً ، على سبيل المثال ، البكتيريا قادرة على الانقسام كل 20-30 دقيقة ، بسرعة كبيرة في زيادة أعدادها. مع هذه الطريقة في التكاثر ، يتم تكوين أحفاد متماثلة وراثيا - الاستنساخ ، والتي يمكن اعتبارها ميزة ، بشرط أن تكون الظروف البيئية ثابتة.

ومع ذلك ، وبسبب حقيقة أن المصدر الوحيد للتغير الجيني هو الطفرات العشوائية ، فإن غياب التباين التام تقريباً بين المتحدرين يقلل من قابليتهم للتكيف مع الظروف البيئية الجديدة أثناء التسوية ، ونتيجة لذلك ، يموتون بكميات أكبر بكثير مما يحدث أثناء التكاثر الجنسي.

الاستنساخ الجنسي  - طريقة التكاثر التي يحدث فيها تكوين واندماج الخلايا الجرثومية ، أو الأمشاج ، في خلية واحدة ، هي الزيجوت الذي يتطور منه الكائن الحي الجديد.

إذا خلال التكاثر الجنسي تنصهر الخلايا الجسدية مع مجموعة كروموسوم مضاعفا (ذ 2N = 46 شخصا) هو بالفعل في الجيل الثاني في خلايا الكائن الجديد الوارد أن يكون مجموعة رباعي الصيغة الصبغية (في البشر 4N = 92)، والثالثة - ثماني الصيغة الصبغية وهكذا دواليك. .

ومع ذلك، فإن حجم الخلايا حقيقية النواة ليست غير محدودة، وأنها يجب أن تختلف بين 10-100 ميكرون، كما هو الحال في قفص أصغر أنها لن تحتوي على مجموعة كاملة من ضرورية لسير عملها وهياكل المواد، وبأحجام كبيرة وسوف تنتهك حتى توفير الخلايا مع الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، الماء والمواد الضرورية الأخرى. وبالتالي ، فإن حجم النواة ، التي توجد فيها الكروموسومات ، لا يمكن أن يتجاوز 1 / 5-1 / 10 من حجم الخلية ، وإذا تم انتهاك هذه الشروط ، فإن الخلية لم تعد موجودة. وبالتالي ، يتطلب التكاثر الجنسي انخفاضا أوليا في عدد الكروموسومات ، والتي سوف تستعاد خلال الإخصاب ، والتي يتم ضمانها من خلال عملية انقسام الخلية الانتساخية.

يجب أيضًا أن يكون الانخفاض في عدد الكروموسومات أمرًا متكافئًا ومُعادلًا تمامًا ، لأنه إذا لم يكن الكائن الجديد يحتوي على أزواج كاملة من الكروموسومات بكامل كميته الطبيعية ، فعندئذ لن يكون قابلاً للحياة أو سيرافقه تطور أمراض خطيرة.

وهكذا ، يوفر الانقسام الاختزالي انخفاضا في عدد الكروموسومات ، التي يتم استعادتها خلال الإخصاب ، والحفاظ على الثبات الكلي للنمط النووي.

أشكال خاصة من التكاثر الجنسي هي التوالد العذري والاقتران. أثناء التكوُّن العذري ، أو التطور البكر ، يتطور كائن حي جديد من بويضة غير مخصبة ، مثل ، على سبيل المثال ، في برغوث النحل ونحل العسل وبعض السحالي الصخرية. في بعض الأحيان يتم تحفيز هذه العملية عن طريق إدخال الحيوانات المنوية من نوع آخر.

في عملية الاقتران ، التي هي نموذجية ، على سبيل المثال ، بالنسبة للاقليات ، يقوم الأفراد بتبادل أجزاء من المعلومات الوراثية ، ثم تتكاثر بشكل لاجنسي. بالمعنى الدقيق للكلمة ، الاقتران هو عملية جنسية ، وليس مثالا على التكاثر الجنسي.

يتطلب وجود التكاثر الجنسي إنتاج نوعين على الأقل من الخلايا الجنسية: الذكور والإناث. يتم استدعاء الكائنات الحية التي يتم فيها إنتاج الخلايا الجنسية للذكور والإناث من قبل أفراد مختلفين   ثنائي المسكن،  في حين أن القادرين على إنتاج كلا النوعين من الأمشاج -   المنحرفين.  خَرُوْفُ التَّحَوُّلِ السِّنْيِيُّ مِنَ الْكَثِيرِ الْمُسْطَحِيِّ و الحُبَيْنِيّ ، جَذْرِ الْبَنَاء

تسمى النباتات التي توجد فيها أزهار من الذكور والإناث أو غيرهم من الأعضاء التناسلية على أشخاص مختلفين   ثنائي المسكن،  ولديك كلا النوعين من الزهور في نفس الوقت -   monoecious.

يضمن التكاثر الجنسي ظهور التنوع الوراثي للنسل ، الذي يقوم على الانقسام الاختزالي وإعادة تراكيب الجينات الأبوية أثناء الإخصاب. وتوفر أنجح مجموعات الجينات أفضل تأقلم للمتحدرين مع الموئل وبقائهم وإمكانية أكبر لنقل معلوماتهم الوراثية إلى الأجيال القادمة. تؤدي هذه العملية إلى تغيير في خصائص وخصائص الكائنات الحية ، وفي نهاية المطاف إلى تكوين أنواع جديدة في عملية الانتقاء الطبيعي التطوري.

في نفس الوقت ، يتم استخدام المادة والطاقة بشكل غير فعال أثناء التكاثر الجنسي ، لأن الكائنات الحية غالباً ما تضطر إلى إنتاج ملايين من الأمشاج ، لكن بعضها فقط يستخدم أثناء التخصيب. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري إنفاق الطاقة وتوفير شروط أخرى. على سبيل المثال ، تشكل النباتات الورود وتنتج رحيقًا لجذب الحيوانات التي تحمل حبوب اللقاح إلى الأجزاء الأنثوية من الزهور الأخرى ، والحيوانات تقضي الكثير من الوقت والطاقة في البحث عن شركاء الزواج والمغازلة. ثم عليك أن تنفق الكثير من الطاقة على رعاية النسل ، لأنه في أثناء التكاثر الجنسي ، يكون السليلون في البداية صغيرين إلى درجة أن الكثير منهم يموتون من الحيوانات المفترسة أو المجاعة أو ببساطة بسبب الظروف المعاكسة. وبالتالي ، مع تكاليف الاستنساخ اللاجنسي ، فإن تكاليف الطاقة أقل بكثير. ومع ذلك ، فإن التكاثر الجنسي له ميزة واحدة على الأقل لا تقدر بثمن ، ألا وهي التقلبية الوراثية للنسل.

يستعمل الإنسان على نطاق واسع التكاثر اللاجنسي والجنسي في الزراعة ، وتربية الحيوانات المزروعة ، وإنتاج المحاصيل ومناطق أخرى لتربية أصناف جديدة من النباتات والسلالات الحيوانية ، والحفاظ على الصفات القيمة من الناحية الاقتصادية ، وكذلك زيادة سريعة في عدد الأفراد.

عندما يكون التكاثر اللاجنسي للنباتات ، جنبا إلى جنب مع الأساليب التقليدية - القطع والتطعيم والتناسل عن طريق الطبقات ، تحتل الطرق الحديثة المرتبطة باستخدام زراعة الأنسجة تدريجيا مكانة رائدة. في نفس الوقت ، يتم الحصول على نباتات جديدة من أجزاء صغيرة من النبات الأم (خلايا أو قطع نسيج) تزرع على وسط غذائي يحتوي على جميع العناصر الغذائية والهرمونات التي يحتاجها النبات. تجعل هذه الطرق من الممكن ليس فقط نشر أصناف نباتية ذات سمات قيمة ، على سبيل المثال ، بطاطس مقاومة لفيروس اللف الورقي ، ولكن أيضًا للحصول على كائنات غير مصابة بفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى للأمراض النباتية. ترتكز زراعة الأنسجة على إنتاج ما يسمى الكائنات المعدلة جينيا أو الكائنات المعدلة وراثيا ، وكذلك تهجين الخلايا الجسدية النباتية ، والتي لا يمكن تجاوزها بأي وسيلة أخرى.

تتيح معابر النباتات ذات الأصناف المختلفة الحصول على كائنات حية بمجموعات جديدة من الصفات القيمة اقتصاديًا. لهذا ، يتم استخدام نباتات التلقيح مع نفس النوع أو نوع مختلف أو حتى من جنس. هذه الظاهرة تسمى   التهجين البعيد.

بما أن الحيوانات الأعلى تنقصها القدرة على التكاثر الطبيعي اللاجنسي ، فإن الطريقة الرئيسية لتكاثرها هي الجنس. لهذا الغرض ، يتم استخدام عبور الأفراد من نوع واحد (تكاثر) وتهجين بين الأنواع ، ويتم الحصول على مثل هذه الهجن المعروفة جيداً مثل البغل والبغل ، اعتمادًا على الأنواع التي تم أخذها كحمار وحصان للأمهات. ومع ذلك ، فإن الهجينة بين الأنواع غالبًا ما تكون عقيمة ، أي أنها غير قادرة على إنتاج ذرية ، لذلك في كل مرة يجب تربيتها من جديد.

التوالد العذري الاصطناعي يستخدم أيضا لتربية حيوانات المزرعة. العالِم الروسى البارز ب. ل. أستوروف ، عن طريق زيادة درجة الحرارة ، أدى إلى زيادة إنتاجية دودة دودة القز ، اللواتي ينسجن شرانق من خيط أرق وأكثر قيمة من الذكور.

الاستنساخ يمكن اعتباره تكاثر لاجنسي ، لأنه يستخدم نواة الخلية الجسدية ، التي يتم إدخالها في خلية بويضة مخصبة ذات قلب ميت. يجب أن يكون الكائن الحي نسخة أو نسخة من كائن موجود بالفعل.

التسميد في النباتات المزهرة والفقاريات

إخصاب  - هذه هي عملية دمج الخلايا الجنسية للذكور والإناث بتشكيل الجراثيم.

في عملية الإخصاب ، يحدث أول تمييز والاتصال الجسدي من الأمشاج الذكور والإناث ، ثم الانصهار من السيتوبلازم ، وفقط في المرحلة الأخيرة دمج المواد الوراثية. التسميد يسمح لك باستعادة مجموعة الكروموسومات الثنائية الصبغية ، والتي تقل في عملية تكوين الخلايا الجرثومية.

في معظم الأحيان ، في الطبيعة ، يحدث الإخصاب بواسطة الخلايا الجنسية الذكرية لكائن آخر ، ولكن في عدد من الحالات ، من الممكن أيضًا اختراق خلايا الحيوانات المنوية الخاصة   الإخصاب الذاتي.  من وجهة نظر تطورية ، فإن الإخصاب الذاتي أقل فائدة ، لأنه في هذه الحالة يكون احتمال ظهور مجموعات جديدة من الجينات ضئيلاً. لذلك ، حتى في معظم الكائنات الحية الخنثية ، يحدث الإخصاب المتصالب. هذه العملية متأصلة في النباتات والحيوانات على حد سواء ، ولكن في سياقها الكائنات الحية المذكورة أعلاه لديها عدد من الاختلافات.

لذلك ، في النباتات المزهرة ، يسبق الإخصاب   تلقيح  - نقل حبوب اللقاح المحتوية على خلايا جنينية ذكرية - الحيوانات المنوية - على وصمة المدقة. هناك ، تنمو ، وتشكل أنبوب حبوب اللقاح مع اثنين من الحيوانات المنوية تتحرك على طولها. عند الوصول إلى كيس الجنين ، تندمج واحدة من الحيوانات المنوية مع خلية البويضة لتشكيل جراثيم ، والأخرى مع الخلية المركزية (2n) ، مما يؤدي إلى تخزين لاحق من الأنسجة السويداء الثانوية. هذه الطريقة من الإخصاب وردت الاسم   الاخصاب المزدوج  (الشكل 3.4).

في الحيوانات ، ولا سيما الفقاريات ، يسبق الإخصاب التقارب بين الأمشاج ، أو التلقيح.  يتم تسهيل نجاح التلقيح من خلال تزامن إفراز الخلايا الجنسية للذكور والإناث ، وكذلك إطلاق البويضة من مواد كيميائية محددة من أجل تسهيل اتجاه الحيوانات المنوية في الفضاء.

عند تربيتها للنباتات المزروعة والحيوانات الأليفة ، تهدف الجهود البشرية في المقام الأول إلى الحفاظ على الصفات الاقتصادية القيمة وتكاثرها ، في حين أن مقاومة هذه الكائنات الحية للظروف البيئية والحيوية يتم تقليصها بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك ، فول الصويا والعديد من النباتات المزروعة الأخرى هي التلقيح الذاتي ، وبالتالي ، فإن التدخل البشري ضروري للحصول على أصناف جديدة. قد تنشأ صعوبات أيضا في عملية التسميد نفسها ، لأن بعض النباتات والحيوانات قد يكون لها جينات عقيمة.

في النباتات لأغراض التكاثر ،   التلقيح الاصطناعي حيث تتم إزالة الأسدية من الزهور ، ثم يتم تطبيق حبوب اللقاح من الزهور الأخرى على وصمات المدقات وتغطى الأزهار الملوثة بأغطية عازلة لتجنب تلقيح نباتات أخرى. في بعض الحالات ، يتم إجراء التلقيح الصناعي لزيادة المحصول ، حيث لا تتطور البذور والثمار من المبيضين للزهور غير الملقحة. تم ممارسة هذه التقنية في السابق في محاصيل زهرة الشمس.

مع التهجين البعيد ، خاصة إذا اختلفت النباتات في عدد الكروموسومات ، يصبح الإخصاب الطبيعي إما مستحيلاً تمامًا ، أو بالفعل في الانقسام الخلوي الأول ، يحدث خرق لاختلاف الكروموسوم ويموت الجسم. في هذه الحالة ، يتم إجراء الإخصاب في ظروف اصطناعية ، وفي بداية الانقسام الخلوي ، تتم معالجة الخلية باستخدام الكولشيسين ، وهي المادة التي تدمر المغزل ، وتتوزع الصبغيات حول الخلية ، ثم تتشكل نواة جديدة بعدد مضاعف من الكروموسومات ، ولا توجد مثل هذه المشاكل في التقسيمات اللاحقة. وهكذا ، تم إنشاء هجين الملفوف نادر من G. D. Karpechenko و triticale ، وهو هجين ذات غلة عالية من القمح والجاودار.

الأنواع الرئيسية من حيوانات المزرعة لديها عوائق أكثر للتخصيب من النباتات ، مما يدفع الناس إلى اتخاذ تدابير جذرية. يستخدم التلقيح الصناعي بشكل رئيسي في تربية السلالات القيمة عندما يكون من الضروري الحصول على أكبر قدر ممكن من النسل من منتج واحد. في هذه الحالات ، يتم جمع السائل المنوي ، يخلط مع الماء ، يوضع في أمبولات ، ثم ، عند الضرورة ، يحقن في الجهاز التناسلي الأنثوي. في المزارع السمكية ذات التلقيح الاصطناعي في الأسماك ، يتم خلط السائل المنوي للذكور المأخوذ من الحليب بالكافيار في حاويات خاصة. يزرع الأحداث في أقفاص خاصة ، ثم يُطلق في الخزانات الطبيعية ويعيد السكان ، على سبيل المثال ، سمك الحفش في بحر قزوين ودون.

وهكذا ، يخدم التلقيح الاصطناعي الإنسان في الحصول على أنواع جديدة منتجة ومثمرة للغاية من النباتات والسلالات الحيوانية ، وكذلك لزيادة إنتاجيتها واستعادة السكان الطبيعيين.

التسميد الخارجي والداخلي

في الحيوانات ، يوجد إخصاب خارجي وداخلي. في   التسميد الخارجييتم جلب الخلايا التناسلية الأنثوية والذكور ، حيث تتم عملية انصهارها ، على سبيل المثال ، في الديدان الحلقية ، الرخويات ثنائية المصراع ، غير طبيعية ، معظم الأسماك والعديد من البرمائيات. على الرغم من حقيقة أنه لا يتطلب التقاء الأفراد المتكاثرين ، في الحيوانات المتنقلة ، ليس فقط تقاربهم ممكن ، ولكن أيضا تراكم ، كما هو الحال أثناء وضع البيض.

الإخصاب الداخلي  المرتبطة بإدخال المنتجات التناسلية الذكرية في الجهاز التناسلي الأنثوي ، وتفرز البويضة الملقحة بالفعل. وغالبًا ما يكون لها أغشية كثيفة تمنع تلفها وتغلغل الحيوانات المنوية القادمة. الإخصاب الداخلي هو سمة مميزة للغالبية العظمى من الحيوانات الأرضية ، على سبيل المثال ، الديدان المسطحة والجولة ، العديد من المفصليات وجذور الأرجل ، الزواحف ، الطيور والثدييات ، بالإضافة إلى عدد من البرمائيات. كما أنه يوجد في بعض الحيوانات المائية ، بما في ذلك الرخويات الرخوية والسمك الغضروفي.

هناك أيضا نوع من الإخصاب المتوسط ​​-   الخارجية-الداخلية،  حيث تلتقط الأنثى المنتجات التناسلية ، وخاصة التي تركها الذكر على أي ركيزة ، كما يحدث في بعض المفصليات والبرمائيات الذيل. يمكن اعتبار الإخصاب الخارجي والداخلي انتقالياً من الخارج إلى الداخلي.

كل من التسميد الخارجي والداخلي لهما مزايا وعيوب. وهكذا ، أثناء الإخصاب الخارجي ، يتم إطلاق الخلايا الجرثومية في الماء أو الهواء ، ونتيجة لذلك تموت الغالبية العظمى منهم. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الإخصاب يضمن وجود التكاثر الجنسي في هذه الحيوانات المرفقة وبطيئة الحركة مثل ذوات الصدفتين وغير منطقية. في حالة التخصيب الداخلي ، فإن فقدان الأمشاج هو بالتأكيد أقل بكثير ، ومع ذلك ، يتم إنفاق المادة والطاقة على إيجاد شريك ، وأحفاد المولودون غالبا ما تكون صغيرة جدا وضعيفة وتتطلب رعاية أبوية طويلة.

3.3. Ontogenesis وقوانينها المتأصلة. تخصص الخلايا وتشكيل الأنسجة والأعضاء. التطور الجنيني وبعد الظهاري للكائنات الحية. دورات الحياة وتناوب الأجيال. أسباب ضعف تطوير الكائنات الحية.

Ontogenesis وقوانينها المتأصلة

تطور الجنين  (من اليونانية   Ontos  - يجري و   سفر التكوين  - حدوث ، أصل) هو عملية التنمية الفردية للكائن الحي من الولادة إلى الموت. تم تقديم هذا المصطلح في عام 1866 من قبل العالم الألماني E. Haeckel (1834-1919).

ويعتبر ظهور البيضة الملقحة نتيجة لتخصيب البويضة بواسطة خلية منوية هو ولادة كائن حي ، على الرغم من عدم تشكل أي زايغوت على هذا النحو أثناء التوالد. في عملية تكوين الجينوم ، يحدث النمو والتفاضل والتكامل لأجزاء من الكائنات الحية النامية. التفاضل  (من خط العرض.   تقليم  - الاختلاف) هي عملية حدوث اختلافات بين الأنسجة المتجانسة والأعضاء ، وتغيراتها في تطور الأفراد ، مما يؤدي إلى تكوين أنسجة وأعضاء متخصصة.

أنماط ontogenesis هي موضوع الدراسة   علم الأجنة  (من اليونانية   جنين  - الجنين و   الشعارات  - كلمة ، علم). تم تقديم مساهمة كبيرة لتطويره من قبل العلماء الروس K. Baer (1792-1876) ، الذين اكتشفوا البويضة الثديية ووضعوا أدلة جنينية لتصنيف حيوانات الفقاريات ، A. O. Kovalevsky (1849-1901) و I. I. Mechnikov (1845-1916) ) - مؤسسي نظرية السلالة الجرثومية وعلم الجنين المقارن ، وكذلك A.N. Severtsov (1866-1936) ، الذين تقدموا نظرية ظهور علامات جديدة في أي مرحلة من مراحل النشوء.

التطور الفردي مميز فقط للكائنات متعددة الخلايا ، حيث أنه في حالة نمو الخلايا ونهاية التنمية عند مستوى خلية واحدة ، والتفرقة غير موجودة تمامًا. يتم تحديد مسار التكوين الوراثي من خلال البرامج الوراثية المتأصلة في عملية التطور ، أي أن التكوين الوراثي هو تكرار قصير للتطور التاريخي لنوع معين ، أو للتكوُّن المتجانس.

على الرغم من التحول الحتمي لمجموعات فردية من الجينات أثناء التطور الفردي ، تحدث جميع التغيرات في الجسم تدريجيًا ولا تنتهك سلامتها ، ولكن أحداث كل مرحلة سابقة لها تأثير كبير على مسار المراحل اللاحقة من التطور. وبالتالي ، فإن أي اضطرابات في عملية التنمية يمكن أن تؤدي إلى توقف عملية تكوين الجنين في أي من المراحل ، كما هو الحال في كثير من الأحيان مع الأجنة (ما يسمى الإجهاض).

وبالتالي ، فإن وحدة الفضاء ووقت العمل هي سمة من سمات عملية التكوين الوراثي ، لأنه يرتبط ارتباطا لا انفصام فيه مع جسم الفرد وتتابع بشكل أحادي الاتجاه.

التطور الجنيني وبعد الأذيني للكائنات الحية

فترات الجنين

هناك عدة فترات لتكوين الجسم ، ومع ذلك ، في معظم الأحيان في تطور الجنين من الحيوانات ، وتتميز فترات الجنينية وبعد اللفظية.

فترة الجنينية  ويبدأ بتكوين زيجوت في عملية الإخصاب وينتهي بميلاد الكائن الحي أو إطلاقه من أغشية (البيض) الجرثومية.

فترة ما بعد الابعاد  يستمر من الولادة وحتى الموت من الكائن الحي. أحيانا تفرز و   الفترة proembryonic  أو   progenez،  والتي تشمل تزاوج الأمشاج والإخصاب.

التطور الجنيني ،  أو الأجنة ، في الحيوانات والبشر وتنقسم إلى عدة مراحل:   السحق ، المعيدة ، الأنسجة و organogenesis ،  وأيضا   فترة من الجنين متباينة.

الساحق  - هذه هي عملية التقسيم الانقسامي للحيوانات الملقحة إلى خلايا أصغر وأصغر - blastomere (الشكل 3.5). أولا ، يتم تشكيل خليتين ، ثم أربعة ، ثمانية ، وما إلى ذلك. يرجع الانخفاض في حجم الخلية أساسا إلى حقيقة أنه ، لأسباب مختلفة ، لا توجد فترة GJ في الطور البيني للدورة الخلوية ، والتي يجب أن يزيد حجم الخلايا البنت. هذه العملية شبيهة بتقسيم الجليد ، ومع ذلك ، فهي ليست فوضوية ، ولكنها مرتبة بشكل صارم. على سبيل المثال ، في البشر ، هذا التشرذم ثنائي ، أي متناسق من جانبين. نتيجة التكسير والخنق الخلوي اللاحق   الأريمة  - جرثومة متعددة الخلايا أحادية الطبقة ، وهي عبارة عن كرة مجوفة ، تتشكل جدرانها بواسطة خلايا blastomere ، ويمتلئ التجويف الداخلي بالسائل ويسمى تجويف أريمي.

تكون المعيدة  استدعاء عملية تكوين جرثين أو ثلاث طبقات -   المعيدة(من اليونانية   جاستر  - المعدة ، والتي تحدث مباشرة بعد تشكيل الأريمة. يتم تنفيذ عملية الاستنشاق بواسطة حركة الخلايا ومجموعاتها بالنسبة لبعضها البعض ، على سبيل المثال ، عن طريق الضغط على أحد جدران الأريمة. بالإضافة إلى طبقتين أو ثلاث طبقات من الخلايا ، فإن المعوي أيضًا لديه فم رئيسي -   مسم الأريمة.

تسمى طبقات الخلايا في المعيدة   أوراق جرثومية.  هناك ثلاث طبقات من الجراثيم: الأديم الظاهر ، الأديم المتوسط ​​والأديم الباطن.   الأديم الظاهر  (من اليونانية   ektos  - خارج ، خارج و   باطن الجلد  - الجلد) هي الطبقة الجرثومية الخارجية ،   mesoderma  (من اليونانية   mezos  - متوسطة ومتوسطة) - متوسطة ، و   الأديم الباطن  (من اليونانية   Entos  - داخل) - داخلي.

على الرغم من حقيقة أن جميع خلايا كائن حي ناشئ تنبع من خلية واحدة - خلايا ملقحة - وتحتوي على نفس المجموعة من الجينات ، أي أنها مستنسخات ، حيث أنها تتشكل نتيجة للانقسام الإنقسامي ، فإن عملية التذويب تكون مصحوبة بتمايز الخلية. ويرجع التباين إلى تبديل مجموعات من الجينات في أجزاء مختلفة من الجنين وتوليف بروتينات جديدة ، والتي تحدد في المستقبل الوظائف المحددة للخلية وتترك بصمة على هيكلها.

على التخصص من الخلايا يترك بصمة والحي من الخلايا الأخرى ، فضلا عن الهرمونات. على سبيل المثال ، إذا تمت زراعة جزء من طرف يتطور من جنين ضفدع إلى آخر ، فسوف يتسبب هذا في تكوين برعم الجهاز العصبي في المكان الخطأ ، وسيبدأ تكوين جنين مضاعف. هذه الظاهرة تسمى   الحث الجنيني.

تكون الأنسجة  دعا عملية تشكيل الأنسجة الناضجة الكامنة في الكائن الحي البالغ، و   توالد  - عملية تكوين الأعضاء.

في عملية تكون الأنسجة وتكوين الأعضاء ، تظهر ظهارة الجلد ومشتقاته (الشعر والأظافر والمخالب والريش) وظهارة التجويف الفموي ومينا الأسنان والمستقيم والجهاز العصبي وأجهزة الإحساس والخياشيم الخ. من الأديم الظاهر. معها غدد (الكبد والبنكرياس) ، وكذلك الرئتين. وتؤدي الأديم المتوسط ​​إلى ظهور جميع أنواع النسيج الضام ، بما في ذلك أنسجة العظام والغضروف في الهيكل العظمي ، والأنسجة العضلية للعضلات الهيكلية ، والجهاز الدوري ، والعديد من الغدد الصماء ، إلخ.

يرمز وضع الأنبوب العصبي على الجانب الظهري للجنين من الحبليات إلى بداية مرحلة وسيطة أخرى من التطور -   العصيبة  (Novolat.   العصيبة،  تقلل ، من اليونانية.   الخلايا العصبية  - العصب). ويرافق هذه العملية أيضا وضع مجموعة من الأجهزة المحورية ، مثل الحبل الظهري.

بعد تدفق تكوين الأعضاء ، تبدأ فترة   جراثيم متباينة  والذي يتميز باستمرارية تخصص خلايا الجسم والنمو السريع.

في العديد من الحيوانات ، تظهر الأغشية الجنينية والأعضاء المؤقتة الأخرى في عملية التطور الجنيني ، والتي لا تكون مفيدة في التطور اللاحق ، على سبيل المثال ، المشيمة ، الحبل السري ، إلخ.

ووفقاً لقدرتها على الإنجاب ، ينقسم تطور الحيوانات بعد نموها إلى فترات ما قبل التوالد (الأحداث) والإنجابية وما بعد الإنجاب.

فترة الأحداث  يستمر من الولادة إلى سن البلوغ ، ويتميز النمو المكثف وتطور الجسم.

يحدث نمو الكائن بسبب الزيادة في عدد الخلايا بسبب التقسيم والزيادة في حجمها. هناك نوعان رئيسيان من النمو: محدود وغير محدود. ضيقة،  أو   ارتفاع مغلق  يحدث فقط في فترات معينة من الحياة ، وخاصة قبل سن البلوغ. ومن خصائص معظم الحيوانات. على سبيل المثال ، ينمو الشخص بشكل رئيسي حتى 13-15 سنة ، على الرغم من أن التشكيل النهائي للجسم يحدث حتى 25 عامًا.   غير محدود،  أو   نمو مفتوح يستمر طوال حياة الفرد ، كما هو الحال في النباتات وبعض الأسماك. هناك أيضا نمو دوري وغير دوري.

يتم التحكم في عمليات النمو من قبل نظام الغدد الصماء أو الهرمونية: في الإنسان ، يتم تعزيز زيادة في الأبعاد الخطية للجسم من خلال إطلاق هرمون somatotropic ، في حين أن الهرمونات تناقص هرمون الغدد التناسلية قمع ذلك إلى حد كبير. يتم اكتشاف آليات مماثلة في الحشرات ، والتي يوجد فيها هرمون الأحداث الخاص وهرمون هرمون.

في النباتات المزهرة ، يستمر نمو الجنين بعد التخصيب المزدوج ، حيث يقوم أحد الحيوانات المنوية بتخصيب خلية البويضة والثانية - الخلية المركزية. من الزيجوت يتم تشكيل الجنين الذي يخضع لسلسلة من الانقسامات. بعد التقسيم الأول ، يتشكل الجنين نفسه من خلية واحدة ، ومن الثاني ، تتشكل المعلقات ، التي يتم من خلالها توصيل المواد المغذية إلى الجنين. تؤدي الخلية المركزية إلى الإندوسبيرم ثلاثي الأرجل ، الذي يحتوي على مغذيات لتطوير الجنين (الشكل 3.7).

وغالبا ما يتم فصل التطور الجنيني وبعد الزرع لنباتات البذور في الوقت ، لأنها تتطلب شروطًا معينة للإنبات. تنقسم الفترة ما بعد اللفظية في النباتات إلى فترات تولدية وتوليد وشيخوخة. في فترة الخضراوات هناك زيادة في الكتلة الحيوية النباتية ، في التوليد يكتسبون القدرة على التكاثر الجنسي (في نباتات البذور للإزهار والإثمار) ، بينما في فترة الشيخوخة تفقد القدرة على الإنجاب.

دورات الحياة وتناوب الأجيال

الكائنات الحية التي تم تكوينها حديثا لا تكتسب على الفور القدرة على إعادة إنتاج نوعها.

دورة الحياة  - مجموعة من المراحل التنموية ، تتراوح بين اللقاحات ، بعد مرور الجسم إلى مرحلة النضج واكتساب القدرة على التكاثر.

في دورة الحياة ، تتناوب المراحل التنموية مع المجموعات الصبغية الثنائية الصبغية من الكروموسومات ، بينما تهيمن النباتات والحيوانات الأعلى على المجموعة ثنائية الصبغيات ، والأدنى منها - والعكس بالعكس.

يمكن أن تكون دورات الحياة بسيطة ومعقدة. وعلى النقيض من دورة الحياة البسيطة ، فإن التناسل الجنسي المعقد يتناوب مع التوالد العقلي وغير اللاذع. على سبيل المثال ، تتكاثر قشريات برغوث البحر ، التي تعطي أجيال لاجنسيّة خلال فصل الصيف ، جنسياً في الخريف. دورات حياة معقدة بشكل خاص لبعض الفطريات. في عدد من الحيوانات ، يحدث التناوب بين الأجيال الجنسية والتجنبية بشكل منتظم ، وتسمى دورة الحياة هذه   صحيح.  إنها مميزة ، على سبيل المثال ، لعدد من قناديل البحر.

يتم تحديد مدة دورة الحياة من خلال عدد الأجيال النامية خلال العام ، أو عدد السنوات التي يتطور فيها الكائن. على سبيل المثال ، يتم تقسيم النباتات إلى الحولية والمعمرة.

إن معرفة دورات الحياة أمر ضروري للتحليل الوراثي ، حيث أنه في حالة الفردانية والحروف الثنائية ، يتم الكشف عن تأثير الجينات بطرق مختلفة: في الحالة الأولى هناك فرص كبيرة لتوضيح جميع الجينات ، بينما في الثانية لا يتم الكشف عن بعض الجينات.

أسباب الاضطراب التنموي

لا تحدث القدرة على التنظيم الذاتي والتحمل للآثار الضارة للبيئة على الفور في الكائنات الحية. خلال التطور الجنيني وبعد الأذني ، عندما تكون العديد من أنظمة الدفاع في الجسم لم تتشكل بعد ، فإن الكائنات الحية عادة ما تكون عرضة لعمل العوامل الضارة. لذلك ، في الحيوانات والنباتات ، يكون الجنين محميًا بأصداف خاصة أو من الكائن الحي نفسه. إما أنها مزودة بأنسجة مغذية خاصة ، أو تتلقى المغذيات مباشرة من جسم الأم. ومع ذلك ، يمكن للتغيير في البيئة الخارجية تسريع أو إبطاء نمو الجنين وحتى تسبب حدوث اضطرابات مختلفة.

تسمى العوامل المسببة للتشوهات في نمو الجنين   ماسخة،  أو teratogens.  اعتمادا على طبيعة هذه العوامل ، يتم تقسيمها إلى الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.

K   العوامل المادية  في المقام الأول ، والإشعاع المؤين ، مما اثار العديد من الطفرات في الجنين ، والتي قد تكون غير متوافقة مع الحياة.

مادة كيميائية  teratogens هي معادن ثقيلة ، البنزوبيرين المنبعثة من السيارات والمنشآت الصناعية ، الفينول ، وعدد من الأدوية ، والكحول والمخدرات والنيكوتين.

تأثير ضار بشكل خاص على تطوير الجنين البشري وقد استخدم والداها الكحول والمخدرات وتدخين التبغ ، لأن الكحول والنيكوتين تمنع التنفس الخلوي. يؤدي عدم كفاية تزويد الجنين بالأكسجين إلى حقيقة أن عددًا أقل من الخلايا يتشكل في الأعضاء المتكونة ، وأن الأعضاء غير متطورة. النسيج العصبي حساس بشكل خاص لنقص الأوكسجين. وكثيرا ما يؤدي استخدام الأم في المستقبل للكحول والمخدرات وتدخين التبغ وتعاطي المخدرات إلى ضرر لا يمكن إصلاحه على الجنين وما يترتب عليه من ولادة أطفال يعانون من تخلف عقلي أو تشوهات خلقية.

3.4. علم الوراثة ، مهامه. الوراثة والتنوع - خصائص الكائنات الحية. المفاهيم الجينية الأساسية.

علم الوراثة ، مهامه

سمح نجاح العلوم الطبيعية وبيولوجيا الخلية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر لعدد من العلماء بالتعبير عن افتراضات حول وجود عوامل وراثية معينة تحدد ، على سبيل المثال ، تطور أمراض وراثية ، لكن هذه الافتراضات لم تكن مدعومة بالأدلة ذات الصلة. حتى نظرية pangenesis داخل الخلايا التي صاغها X. de Vries في عام 1889 ، والتي افترضت وجود بعض "pangens" في نواة الخلية ، وتحديد الميول الوراثية للجسم ، والخروج إلى protoplasm فقط من تلك التي تحدد نوع الخلية لا يمكن أن يغير الوضع ، مثل نظرية "الأصول الوراثية" التي كتبها A. وايزمان ، والتي وفقا لخصائص التي تم اكتسابها خلال ontogenesis ليست موروثة.

فقط الأعمال التي قام بها الباحث التشيكي ج. مندل (1822-1884) أصبحت الحجر الأساسي للوراثة الحديثة. ومع ذلك ، على الرغم من حقيقة أن أعماله ورد ذكرها في المجلات العلمية ، لم يعتني المعاصرون بها. وفقط إعادة اكتشاف قوانين الوراثة المستقلة من قبل ثلاثة علماء في آن واحد - E.Chermak و K.Corrance و X. de Vries - أجبر المجتمع العلمي على التحول إلى أصول علم الوراثة.

علم الوراثة  - هو العلم الذي يدرس قوانين الوراثة والتباين وطرق إدارتها.

مهام علم الوراثة  في المرحلة الحالية ، دراسة الخصائص النوعية والكمية للمادة الوراثية ، وتحليل بنية وعمل النمط الجيني ، وفك شفرة البنية الدقيقة للجين وطرق تنظيم نشاط الجينات ، والبحث عن الجينات المسببة لتطور الأمراض الوراثية البشرية وطرق "تصحيحها" ، وخلق جيل جديد من الأدوية حسب النوع لقاحات الدنا ، والتصميم باستخدام الجينات والهندسة الخلوية للكائنات مع خصائص جديدة يمكن أن تنتج ما يلزم ه المخدرات والأغذية ، فضلا عن نسخة كاملة من الجينوم البشري.

الوراثة والتنوع - خصائص الكائنات الحية

وراثة  - قدرة الكائنات على نقل خصائصها وخصائصها في سلسلة من الأجيال.

تقلب  - خاصية الكائنات الحية للحصول على علامات جديدة أثناء الحياة.

علامات  - هذه هي أي سمات مورفولوجية ، فسيولوجية ، كيميائية حيوية وغيرها من الكائنات الحية ، والتي يختلف بعضها عن غيرها ، على سبيل المثال لون العين.   خصائصيتم استدعاء أي ميزات وظيفية من الكائنات الحية على أساس ميزة هيكلية معينة أو مجموعة من الميزات الأولية.

يمكن تقسيم علامات الكائنات الحية إلى   جودة  و   الكمية.  العلامات النوعية لها مظهرين متناقضين أو ثلاثة ، والتي تسمى   علامات بديلة  على سبيل المثال ، لون العينين الأزرق والبني ، في حين أن الكمية (محصول البقرة ، محصول القمح) ليس لديها اختلافات واضحة.

الناقل المادي للوراثة هو الحمض النووي. في حقيقيات النوى ، يوجد نوعان من الوراثة:   راثية  و   حشوية.  إن حوامل الوراثة الوراثية موضعية في النواة ، وبعد ذلك ستتم مناقشتها على وجه التحديد ، في حين أن حاملات الوراثة السيتوبلازمية هي جزيئات الحلقة من الحمض النووي الموجود في الميتوكوندريا والبلاستيدات. تنتقل الوراثة السيتوبلازمية بشكل رئيسي من خلال البويضة ، وهذا هو السبب في أنها تسمى أيضا   الأم.

يتم تحديد عدد قليل من الجينات في الميتوكوندريا من الخلايا البشرية ، ولكن تغييرها يمكن أن يكون له تأثير كبير على تطور الكائن الحي ، على سبيل المثال ، يؤدي إلى تطور العمى أو انخفاض تدريجي في الحركة. تلعب البلاستيدات دوراً لا يقل أهمية في الحياة النباتية. وهكذا ، في بعض مناطق الورقة ، قد توجد خلايا خالية من الكلوروفيل ، مما يؤدي ، من ناحية ، إلى انخفاض في إنتاجية النباتات ، ومن ناحية أخرى ، فإن هذه الكائنات المتنوعة يتم تقييمها في البستنة الزخرفية. تتكرر هذه العينات بشكل رئيسي بطريقة لاجنسية ، لأن التكاثر الجنسي غالبا ما ينتج نباتات خضراء عادية.

طرق الوراثة

الطريقة الهجينية ، أو طريقة العبور ، هي اختيار الوالدين وتحليل النسل. في الوقت نفسه ، يتم الحكم على النمط الجيني للكائن بواسطة المظاهر المظهرة للجينات في أحفاد تم الحصول عليها تحت نمط عبور معين. هذه هي أقدم طريقة إعلامية في علم الوراثة ، والتي تم تطبيقها بشكل كامل من قبل G. Mendel بالاشتراك مع الطريقة الإحصائية. هذه الطريقة غير قابلة للتطبيق في علم الوراثة البشري لأسباب أخلاقية.

تعتمد الطريقة الوراثية الخلوية على دراسة النمط النووي: عدد وشكل وحجم الكروموسومات في الجسم. دراسة هذه الميزات تسمح لك لتحديد الأمراض المختلفة للتنمية.

تسمح الطريقة البيوكيميائية بتحديد محتوى المواد المختلفة في الجسم ، على وجه الخصوص ، فائضها أو عوزها ، بالإضافة إلى نشاط عدد من الإنزيمات.

تهدف الطرائق الوراثية الجزيئية إلى تحديد الاختلافات في البنية وفك شفرة التسلسل النيوكليوتيدي الأولي لقطاعات الحمض النووي المحققة. أنها تجعل من الممكن تحديد جينات الأمراض الوراثية حتى في الأجنة ، لإنشاء الأبوة ، إلخ.

تسمح طريقة الإحصاء السكاني بتحديد التركيب الجيني للسكان ، وتكرار بعض الجينات والأنماط الجينية ، والحمل الوراثي ، بالإضافة إلى تحديد آفاق تنمية السكان.

إن طريقة تهجين الخلايا الجسدية في الثقافة تسمح بتحديد توطين جينات معينة في الكروموسومات أثناء اندماج الخلايا للعديد من الكائنات الحية ، على سبيل المثال ، الفأر والهامستر والفأر والإنسان ، إلخ.

المفاهيم الجينية الأساسية والرمزية

جينة  - هذا جزء من جزيء DNA ، أو كروموسوم ، يحمل معلومات حول سمة محددة أو خاصية كائن حي.

يمكن لبعض الجينات أن تؤثر على مظهر العديد من العلامات في وقت واحد. هذه الظاهرة تسمى   متعدد النمط الظاهري.  على سبيل المثال ، يؤدي الجين المسؤول عن تطور مرض وراثي عنكبوتيا (أصابع العنكبوت) إلى تقوس العدسة ، وعلم الأمراض للعديد من الأعضاء الداخلية.

يحتل كل جين مكانًا محددًا بدقة في الكروموسوم -   مكان.  بما أن الخلايا الجسدية لمعظم الكائنات حقيقية النواة قد اقترفت كروموسومات (متشابهة) ، هناك نسخة واحدة من الجين المسئول عن سمة معينة في كل كروموسوم مقترن. تسمى هذه الجينات   أليلية.

غالبًا ما توجد جينات أليليّة في نوعين مختلفين - المهيمِن والمنحرف.   مهيمن  يسمون الأليل ، الذي يظهر نفسه بغض النظر عن الجين الموجود على كروموسوم آخر ، ويمنع تطور السمة المشفرة بواسطة الجين المتنحي. عادةً ما يتم الإشارة إلى الأليلات المسيطرة بالحروف الكبيرة للأبجدية اللاتينية (A ،   ب ، ج و  .) ، و المتنحية - الحالة الأقل (a ، بمع  وغيرها.) -   متنح  يمكن أن تظهر الأليلات فقط إذا كانت تشغل موضعًا في كلا الكروموسومين المقترنين.

يدعى الكائن الذي له نفس الأليل على كل من الكروموسومات المتماثلة   متماثل  لجين معين ، أو   متماثل الزيجوتAA ، aa، avb،aABB  الخ) ، والكائن الحي الذي له اختلافات جينية مختلفة في كل من الكروموسومات المتجانسة - السائدة والمشيدة - يسمى   متخالف  لجين معين ، أو   heterozygotes (Aa، AaBب وهلم جرا).

قد يحتوي عدد من الجينات على ثلاثة أنواع أو أكثر من الأشكال البنيوية ، على سبيل المثال ، يتم ترميز مجموعات الدم ABO بواسطة ثلاثة أليلات - أنا A , أنا B , أنا.   هذه الظاهرة تسمى allellism متعددة.  ومع ذلك ، حتى في هذه الحالة ، فإن كل كروموسوم زوج يحمل أليل واحد فقط ، أي أن جميع المتغيرات الجينية الثلاثة في كائن واحد لا يمكن تمثيلها.

الجينوم  - مجموعة من الجينات المميزة لمجموعة الكروموسومات أحادية الصيغة الصبغية.

النمط الجيني  - مجموعة من الجينات المميزة لمجموعة الكروموسومات الثنائية الصبغيات.

النمط الظاهري  - مجموعة من خصائص وخصائص الكائن الحي ، والتي هي نتيجة للتفاعل بين التركيب الوراثي والبيئة.

وبما أن الكائنات تختلف في العديد من الخصائص فيما بينها ، فمن الممكن تحديد أنماط من ميراثها فقط من خلال تحليل شخصيتين أو أكثر في النسل. المعبر ، الذي يتم فيه اعتبار الميراث ومحاسبة الكمي الدقيقة للنسل الذي يتم إجراؤه لزوج واحد من الصفات البديلة ، يسمى   أحادي الهجنة،  في اثنين من أزواج -   اثنين الهجين،  لمزيد من العلامات -   poligibridnym.

ووفقًا للنمط الظاهري للفرد ، فإنه من غير الممكن دائمًا تحديد التركيب الوراثي لأن كلا من الكائن المتماثل للجين السائد (AA) والمختالف (Aa) سيكون له مظهر من مظاهر الأليل السائد في النمط الظاهري. لذلك ، للتحقق من النمط الجيني للكائن مع تطبيق التخصيب المتبادل   تحليل الصلبان  - العبور ، الذي يتم فيه تقاطع الكائن الحي مع السمة المهيمنة مع متماثل الزيجوت للجينة المتنحية. وفي نفس الوقت ، فإن الكائن الحي المتماثل اللواقح للجين المهيمن لن ينتج عنه انشقاق في النسل ، بينما في نسل الأفراد المتغايرورين يلاحظ وجود عدد متساوٍ من الأفراد ذوي الشخصيات المسيطرة والمُقيسة.

يتم استخدام الاتفاقيات التالية غالبًا لتسجيل أنماط العبور:

ف (من خط العرض.   بارينتي  - الأهل) - الكائنات الحية الأبوية ؛

the (علامة الخيمياء للزهرة - مرآة مع مقبض) - الفرد الأم ؛

the (علامة الخيمياء للمريخ هو درع ورمح) - الأبوي.

س هو علامة العبور ؛

F 1 و F 2 و F 3 ، إلخ ، هي هجينة للأجيال الأولى والثانية والثالثة والأجيال اللاحقة ؛

F - ذرية من تحليل الصلبان.

النظرية الكروموسومية للوراثة

لم يكن لدى مؤسس علم الوراثة ، ج. مندل ، وكذلك أقرب أتباعه ، أدنى فكرة عن الأساس المادي للمذهب الوراثي أو الجينات. ومع ذلك ، في السنوات 1902-1903 ، اقترح عالم الأحياء الألماني T. Boveri والطالب الأمريكي W. Satton بشكل مستقل أن سلوك الكروموسومات أثناء نضوج الخلية والإخصاب يفسر تقسيم Mendell للعوامل الوراثية ، أي ، في رأيهم ، الجينات يجب أن يكون موجودا في الكروموسومات. أصبحت هذه الافتراضات حجر الزاوية في النظرية الصبغية للوراثة.

في عام 1906 ، اكتشف الوراثيان الإنجليزيان دبليو باتسون ورايت بينيت انتهاكًا للانشقاق المندلي عند عبور البازلاء الحلوة ، واكتشف مواطنهما ل. دونكاستر إرثًا مرتبطًا بالجنس في تجارب فراشة مع فراشة عنب الثعلب. تناقضت نتائج هذه التجارب بوضوح مع مندليان ، ولكن عندما تعتبر أنه بحلول ذلك الوقت كان معروفًا بالفعل أن عدد العلامات المعروفة للأجسام التجريبية كان أعلى بكثير من عدد الكروموسومات ، وهذا يشير إلى أن كل كروموسوم يحمل أكثر من جين واحد ، وجينات كروموسوم واحد موروثة بشكل مشترك.

في عام 1910 ، بدأت تجارب مجموعة T. Morgan على كائن تجريبي جديد - ذبابة الفاكهة من ذبابة الفاكهة Drosophila. سمحت نتائج هذه التجارب بصياغة الأحكام الرئيسية للنظرية الكروموسومية للوراثة بحلول منتصف العشرينات من القرن العشرين ، وتحديد ترتيب موقع الجينات في الكروموسومات والمسافات بينها ، أي جعل الخرائط الأولى للكروموسومات.

الأحكام الرئيسية للنظرية الكروموسومية للوراثة:

1) توجد الجينات في الكروموسومات. إن مورثات نفس الكروموسوم هي موروثة مع بعضها البعض ، أو مرتبطة ، ويتم استدعاؤها   مجموعة مخلب.  عدد مجموعات الروابط يساوي عدديًا مجموعة الصبغيات الكروموزومية.

يحتل كل جين مكانًا محددًا بدقة في الكروموسوم - وهو موضع.

الجينات في الكروموسومات هي خطية.

انتهاك القابض الجيني يحدث فقط نتيجة العبور.

المسافة بين الجينات في الكروموسوم تتناسب مع النسبة المئوية للتقاطع بينهما.

الميراث المستقل مميز فقط لجينات الكروموسومات غير المتجانسة.

الأفكار الحديثة حول الجينوم والجينوم

في بداية الأربعينيات من القرن العشرين ، توصل ج. بيدلي و إ. تاتوم ، بتحليل نتائج الدراسات الجينية التي أجريت على فطر الأعصاب ، إلى استنتاج مفاده أن كل جين يسيطر على تخليق إنزيم ، وصاغ مبدأ "جين واحد - إنزيم واحد". .

ومع ذلك ، في عام 1961 ، F. جاكوب ، J.-L. تمكن كل من Mono و A. Lvov من فك هيكل جين E. coli والتحقيق في تنظيم نشاطه. من أجل هذا الاكتشاف ، حصل على جائزة نوبل في الفسيولوجيا والطب في عام 1965.

في عملية البحث ، بالإضافة إلى الجينات الهيكلية التي تتحكم في تطوير بعض الصفات ، تمكنوا من تحديد العوامل التنظيمية ، والوظيفة الرئيسية لها هي إظهار الصفات المشفرة بواسطة جينات أخرى.

هيكل الجين بدائية النواة.  يحتوي الجين البنيوي ل prokaryotes على بنية معقدة ، لأنه يحتوي على مناطق تنظيمية وتسلسلات ترميز. وتشمل المواقع التنظيمية المروج والمشغل والفاصل (الشكل 3.8).   متعهد  اسم جزء من الجين الذي يرتبط به أنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي ، والذي ينص على توليف مرنا أثناء عملية النسخ. C   من قبل المشغل  تقع بين المروج والتسلسل الهيكلي ، يمكن ربطها   بروتين مقمع  ولا يسمح لبوليميراز الحمض النووي الريبي بالبدء في قراءة المعلومات الوراثية من تسلسل الترميز ، ويسمح فقط إزالتها بالبدء في النسخ. عادة ما يتم ترميز بنية المكبس في جينة تنظيمية موجودة في جزء آخر من الكروموسوم. قراءة المعلومات تنتهي في جزء من الجين المسمى   فاصل.

تسلسل الترميز  يحتوي الجين الهيكلي على معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين المقابل. يسمى تسلسل الترميز في بدائيات النواة   سيسترون؛ مفرون  ومجموعة من الترميز والمناطق التنظيمية لجين prokaryote هو الاوبرون.  وبصفة عامة ، فإن بدائيات النواة ، التي تشمل E. coli ، لها عدد صغير نسبيا من الجينات الموجودة في كروموسوم دائري واحد.

قد تحتوي السيتوبلازم من بدائيات النواة أيضًا على جزيئات د نائية صغيرة أو غير مغلقة ، تسمى   البلازميدات.  البلازميدات قادرة على الاندماج في الكروموسومات ونقلها من خلية إلى أخرى. يمكن أن تحمل معلومات حول الخصائص الجنسية ، الممرضة ومقاومة المضادات الحيوية.

هيكل الجين حقيقية النواة.  وعلى عكس بدائيات النواة ، فإن جينات حقيقيات النواة ليس لها بنية أوبرون ، لأنها لا تحتوي على عامل تشغيل ، وكل جينة هيكليّة لا يرافقها إلا المروج والفاصل. بالإضافة إلى ذلك ، في جينات حقيقيات النواة مناطق مهمة ( الإكسونات) بالتناوب مع indignificants ( إنترونات) ، والتي يتم إعادة كتابتها بالكامل إلى mRNA ، ثم تقطع في عملية نضجها. يتمثل الدور الحيوي للإيونات في تقليل احتمالات حدوث طفرات في مجالات مهمة. يعتبر تنظيم الجينات حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من تلك الموصوفة في بدائيات النوى.

الجينوم البشري.  في كل خلية بشرية ، هناك حوالي 2 متر من الحمض النووي في 46 كروموسوم ، محزوم بإحكام في حلزون مزدوج ، والذي يتكون من حوالي 3.2 x 10 9 أزواج nucleotide ، والتي توفر حوالي 19 19 مليار من تركيبات فريدة ممكنة. بحلول نهاية الثمانينيات من القرن العشرين ، تم تحديد ما يقرب من 1500 جينة بشرية ؛ ومع ذلك ، فقد قدر عددهم الإجمالي بحوالي 100 ألف ، حيث أن الأمراض الوراثية في البشر فقط تحتوي على حوالي 10 آلاف ، ناهيك عن عدد البروتينات المختلفة الموجودة في الخلايا. .

في عام 1988 ، تم إطلاق المشروع الدولي "الجينوم البشري" ، والذي انتهى بحلول بداية القرن الحادي والعشرين بفك تشفير كامل لتسلسل النوكليوتيدات. لقد جعل من الممكن أن نفهم أن شخصين مختلفين لـ 99.9٪ لهما متواليات نيوكليوتيدية متشابهة ، وأن النسبة الباقية البالغة 0.1٪ فقط هي التي تحدد شخصيتنا الفردية. في المجموع ، تم العثور على حوالي 30-40 ألف جينة بنية ، ولكن تم تخفيض عددهم إلى 25-30 ألف ، ومن بين هذه الجينات ليس فقط فريدة من نوعها ، بل تتكرر أيضًا مئات وآلاف المرات. ومع ذلك ، فإن هذه الجينات تشفر عددًا أكبر بكثير من البروتينات ، على سبيل المثال ، عشرات الآلاف من البروتينات الواقية - الجلوبولينات المناعية.

97٪ من الجينوم الخاص بنا هو "خردة" وراثية موجودة فقط لأنها قادرة على التكاثر بشكل جيد (الرنا المنقوط في هذه المواقع لا يترك النواة أبداً). على سبيل المثال ، لا توجد بين جيناتنا جينات "بشرية" فقط ، بل 60٪ من الجينات المشابهة لجينات ذبابة الفاكهة ، ولدينا ما يصل إلى 99٪ من جينات الشمبانزي.

وبالتوازي مع فك تشفير الجينوم ، تم رسم خريطة للكروموسومات ، ونتيجة لذلك ، كان من الممكن ليس فقط تحديد مكان بعض الجينات المسؤولة عن تطور الأمراض الوراثية ، وكذلك تحديد الجينات المستهدفة للمخدرات.

فكشف الجينوم البشري لا يعطي تأثيراً مباشراً حتى الآن ، لأننا تلقينا نوعاً من التعليمات لتجميع كائن حي معقد كإنسان ، لكننا لم نتعلم كيفية جعله أو على الأقل تصحيح الأخطاء فيه. ومع ذلك ، فإن عصر الطب الجزيئي هو بالفعل على عتبة ، تطوير ما يسمى الاستعدادات الجينية التي يمكن أن تمنع ، إزالة أو حتى استبدال الجينات المرضية في الكائنات الحية ، وليس فقط في البويضة المخصبة ، هو جارية في جميع أنحاء العالم.

يجب ألا ننسى أنه في الخلايا حقيقية النواة ، يتم احتواء الحمض النووي ليس فقط في النواة ، ولكن أيضًا في الميتوكوندريا والبلاستيدات. خلافا للجينوم النووي ، فإن تنظيم جينات الميتوكوندريا والجينيد له الكثير من القواسم المشتركة مع تنظيم الجينوم بدائية النواة. على الرغم من حقيقة أن هذه العضيات تحمل أقل من 1٪ من المعلومات الوراثية للخلية ولا تقوم حتى بتشفير المجموعة الكاملة من البروتينات اللازمة لأداء وظائفها ، فإنها قادرة على التأثير بشكل ملحوظ على خصائص معينة للجسم. وهكذا ، فإن التعددية في نباتات الكلوروفيتوم واللبلاب وغيرها ترث عددًا صغيرًا من الأحفاد حتى عند عبور نبتين مختلفتين. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البلاستيدات والميتوكوندريا تنتقل في الغالب مع سيتوبلازم البويضة ، لذلك تسمى هذه الوراثة الأم ، أو السيتوبلازمية ، على عكس المورثات الوراثية ، المترجمة في النواة.

3.5. أنماط الوراثة ، أساس الخلوي. معبر أحادي وهجين. أنماط الميراث التي وضعتها G. مندل. الوراثة المرتبطة من الشخصيات ، وتعطل الروابط الجينية. قوانين T. مورغان. النظرية الكروموسومية للوراثة. أرضية الوراثة. وراثة الصفات المرتبطة بالجنس. Genotype كنظام كامل. تطوير المعرفة الوراثية. الجينوم البشري. التفاعل الجيني. حل المشاكل الوراثية. عبور الخرائط. قوانين ج. مندل وأساسها الخلوي.

أنماط الوراثة ، أساس الخلوي

ووفقًا للنظرية الصبغية للوراثة ، فإن كل زوج من الجينات يتم توطينه في زوج من الكروموسومات المتجانسة ، ولا يحمل كل كروموسوم سوى واحد من هذه العوامل. إذا تصورنا أن الجينات هي كائنات نقطية على كروموسومات مستقيمة ، عندئذ يمكن كتابة الأفراد متماثلي الزيجوت بشكل تخطيطي   أ ||  أو   a ||  في حين أن الزيجوت المتغاير - أ || عندما يتم تكوين الأمشاج أثناء عملية الانقسام الاختزالي ، فإن كل جين من الجينات المتغايرة سيكون في إحدى الخلايا الجرثومية (الشكل 3.9).

على سبيل المثال ، إذا تم عبور شخصين متخالفين ، فعندئذ بشرط أن يتم تكوين زوج من الأمشاج فقط في كل منهما ، لا يمكن الحصول إلا على أربعة كائنات ابنة ، ثلاثة منها ستحمل جينة مهيمنة واحدة على الأقل.   و،  وسوف تكون واحدة فقط متماثلة اللواقح للجينات المتنحية   و،  أي أن قوانين الوراثة ذات طبيعة إحصائية (الشكل 3.10).

في هذه الحالات ، إذا كانت الجينات موجودة في كروموسومات مختلفة ، ثم أثناء تكوين الأمشاج ، يحدث توزيع الأليلات من هذا الزوج من الكروموزومات المتجانسة بينهما بشكل مستقل تمامًا عن توزيع الأليلات من أزواج أخرى (الشكل 3.11). هو الترتيب العشوائي للكروموسومات المتماثلة عند خط الاستواء المغزل في الطور الأول من الانقسام الاختزالي و التباعد اللاحق في الطور الأول يؤدي إلى مجموعة متنوعة من التوليفات للأليلات في الأمشاج.

يمكن تحديد عدد المجموعات الممكنة من الأليلات في الأمشاج الذكورية أو الإناث بواسطة الصيغة العامة 2 n ، حيث n هو عدد الكروموسومات التي تتميز بها المجموعة أحادية الصيغة الصبغية. في البشر ، ن = 23 ، وعدد ممكن من المجموعات هو 2 23 = 8388608. واتحاد لاحقة من الأمشاج خلال الإخصاب هو أيضا عشوائي ، وبالتالي ، في ذرية ، ويمكن تسجيل تقسيم مستقل لكل زوج من الشخصيات (الشكل 3.11).

ومع ذلك ، فإن عدد العلامات في كل كائن حي أكبر بعدة مرات من عدد كروموسوماته ، والتي يمكن تمييزها تحت المجهر ، وبالتالي ، يجب أن يحتوي كل كروموسوم على العديد من العوامل. إذا تخيلنا أن بعض الأفراد المختلطين في جينات من الجينات الموجودة في الكروموسومات المتماثلة ينتجون أمشاجا ، فيجب علينا أن نفكر ليس فقط في احتمال تكوين الأمشاج بالكروموسومات الأصلية ، ولكن أيضا الأمشاج التي تلقت الكروموسوم تغيرت نتيجة العبور في الطور الأول من الانقسام الاختزالي. وبالتالي ، سوف تظهر مجموعات جديدة من السمات في السلالة. البيانات التي تم الحصول عليها في التجارب على ذبابة الفاكهة ، شكلت الأساس   نظرية الكروموسومات للوراثة.

تم الحصول على تأكيد أساسي آخر للأساس الخلوي للوراثة في دراسة الأمراض المختلفة. لذا ، في البشر ، أحد أشكال السرطان يرجع إلى فقدان جزء صغير من واحد من الكروموسومات.

أنماط الوراثة التي وضعتها G. Mendel ، أساسها الخلوي (المعبر الأحادي والهجين)

تم اكتشاف القوانين الأساسية للوراثة المستقلة للشخصيات بواسطة G. Mendel ، الذي حقق النجاح من خلال تطبيق طريقة هجينة جديدة في بحثه.

تم ضمان نجاح G. Mendel من خلال العوامل التالية:

1. اختيار جيد لموضوع الدراسة (بذور البسلة) ، التي لها موسم زراعة قصير ، هو نبات ذاتي التلقيح ، يعطي كمية كبيرة من البذور ويمثله عدد كبير من الأصناف ذات خصائص مميزة ؛

2. استخدام خطوط نقية فقط من البازلاء ، والتي لعدة أجيال لم تعط تقسيم الشخصيات في النسل ؛

3. التركيز على علامة واحدة أو اثنتين فقط ؛

4. التخطيط للتجربة ووضع أنماط عبور واضحة ؛

5. الحساب الكمي الدقيق للذرية الناتجة.

بالنسبة للدراسة ، اختارت ج. مندل سبعة علامات فقط مع مظاهر بديلة (متناقضة). في المعابر الأولى ، لاحظ أنه في نسل الجيل الأول ، عند عبور النباتات بالبذور الصفراء والخضراء ، كان لدى جميع النسل بذور صفراء. تم الحصول على نتائج مماثلة في دراسة علامات أخرى (الجدول 3.1). العلامات التي سادت في الجيل الأول ، ودعا ج. مندل   المهيمنة.  تلك التي لم تظهر في الجيل الأول كانت تسمى   المتنحية.

تم استدعاء الأفراد الذين أعطوا الانقسام في النسل   متخالف،  والأفراد الذين لم يعطوا قسما -   متماثل.

الجدول 3.1

علامات البازلاء ، وقد درس وراثة من قبل G. مندل

علامة	خيار الإظهار
	مهيمن	متنح
تلوين البذور
شكل البذور		متجعد
شكل الفاكهة (الفول)		توضيح
تلوين الجنين
تلوين زهرة كورولا
موقف زهرة	إبطي	قمي
طول الساق		باختصار

يسمى العبور الذي يتم فيه بحث مظهر سمة واحدة فقط   أحادي الهجنة.  في هذه الحالة ، يتم تتبع أنماط الوراثة من نوعين فقط من سمة واحدة ، والتي يرجع تطورها إلى زوج من الجينات الأليلية. على سبيل المثال ، علامة "تلوين الزهرة من زهرة" في البازلاء لديها مظهرين فقط - الأحمر والأبيض. لا تؤخذ جميع الخصائص الأخرى لهذه الكائنات في الاعتبار ولا تؤخذ في الاعتبار في الحسابات.

مخطط معبر مونوهيبريد هو كما يلي:

بعد عبور نبتين من البازلاء ، أحدهما يحتوي على بذور صفراء ، والأخضر الآخر ، تلقى الجيل الأول من G. Mendel النباتات حصريًا بالبذور الصفراء ، بغض النظر عن النبات الذي تم اختياره كالوالد ، والذي كان الأب. تم الحصول على نفس النتائج في الصلبان على أسس أخرى ، مما أعطى G. مندل سبب الصياغة   قانون توحيد الهجينة من الجيل الأول ،  وهو ما يسمى أيضا القانون الأول من مندل  و   قانون الهيمنة.

القانون الأول من مندل:

عند عبور الأشكال الأبوية متماثلة الزيجوت التي تختلف في زوج واحد من الصفات البديلة ، فإن جميع الهجينة من الجيل الأول ستكون موحدة في كل من النمط الجيني والظاهرة.

أ - البذور الصفراء. و - البذور الخضراء.

عند التلقيح الذاتي (عبور) الهجينة من الجيل الأول ، اتضح أن 6022 بذور لها لون أصفر ، و 2001 - أخضر ، والتي تقابل تقريبا نسبة 3: 1. اكتشفت نمط تلقى الاسم   تقسيم القانون ،  أو   قانون ميندل الثاني.

القانون الثاني من مندل:

عند عبور الجيل الأول من الهجينة متخالف في النسل ، سوف تسود واحدة من الشخصيات في نسبة 3: 1 وفقا للنمط الظاهري (1: 2: 1 وفقا للنمط الوراثي).

ومع ذلك ، من خلال النمط الظاهري للفرد ، هو أبعد ما يكون دائما من الممكن لإقامة نمطها الوراثي ، حيث تماثل الزيجوت للجين السائد   (AA)  لذلك و heterozygotes   (أأ)  سيكون في مظهر النمط الظاهري للجين السائد. لذلك ، بالنسبة للكائنات الحية مع تطبيق التخصيب المتبادل   تحليل الصلبان  - العبور ، الذي يتم فيه تقاطع كائن عضوي له نمط وراثي غير معروف مع جينة متماثلة لجينة متنحية للتحقق من التركيب الوراثي. وفي نفس الوقت ، لا ينتج الأفراد المتمازجين متماثلين اللواقح في النسل حسب الجين السائد ، في حين يوجد في النسل متغاثر الزيجوت عدد متساوٍ من الأفراد ذوي الخصائص السائدة والمتراجعة:

استنادا إلى نتائج تجاربه الخاصة ، اقترح ج. مندل أن العوامل الوراثية لا تختلط في تكوين الهجينة ، ولكنها تبقى دون تغيير. وبما أن العلاقة بين الأجيال تتم من خلال الأمشاج ، فقد اعترف بأنه في عملية تكوينها لا يدخل سوى عامل واحد من هذا الزوج إلى كل من الأمشاج (أي ، الأمشاج نقية وراثيا) ، وخلال الإخصاب يستعيد الزوج. تسمى هذه الافتراضات   قواعد نقاء الأمشاج.

قاعدة النقاء Gamete:

أثناء عملية تكوين الأمشاج ، يتم فصل جينات زوج واحد ، أي أن كل أمشاح يحمل نسخة واحدة فقط من الجين.

ومع ذلك ، فإن الكائنات الحية تختلف عن بعضها بعضاً بطرق عديدة ، لذا من الممكن تحديد أنماط لميراثها فقط من خلال تحليل شخصيتين أو أكثر في النسل. المعبر ، الذي يعتبر فيه الميراث وسجلا كميًا دقيقًا للنسل ، يؤخذ لزوجين من الأحرف ، ويسمى   اثنين الهجين.  إذا تم تحليل مظهر عدد أكبر من الصفات الوراثية ، فهذا هو بالفعل   معبر poligibridnoe.

مخطط معبر هجين:

مع تنوع أكبر من الأمشاج ، يصبح من الصعب تحديد الأنماط الوراثية للأفراد ، لذلك ، يتم استخدام شعرية بينيت على نطاق واسع ، حيث يتم إدخال الأمشاج الذكور أفقيًا ، ويتم إدخال الأمهات الإناث عموديًا. يتم تحديد التراكيب الوراثية للأفرع من خلال مجموعة من الجينات في الأعمدة والصفوف.

بالنسبة إلى معبر الهجين المختلط ، اختار مندل خاصيتين: لون البذور (الأصفر والأخضر) وشكلهما (سلس ومتجعد). في الجيل الأول ، لوحظ قانون التوحيد للهجين من الجيل الأول ، وفي الجيل الثاني كان هناك 315 بذور صفراء ناعمة ، 108 - أخضر ناعم ، 101 - أصفر متجعد و 32 تجعد أخضر. أظهرت الحسابات أن التقسيم كان قريباً من 9: 3: 3: 1 ، ولكن بالنسبة لكل علامة ، بقيت النسبة 3: 1 (الأصفر - الأخضر ، السلس - التجاعيد). هذا النمط يسمى قانون تقسيم مستقل للميزات  أو   القانون الثالث من مندل.

القانون الثالث من مندل:

عند عبور الأشكال الأبوية متماثلة اللواقح التي تختلف في زوجين أو أكثر من الصفات ، في الجيل الثاني ، يحدث تقسيم مستقل لهذه الصفات بنسبة 3: 1 (9: 3: 3: 1 عند العبور ثنائي الهجين).

ينطبق القانون الثالث لميندل فقط على حالات الميراث المستقل ، عندما توجد الجينات في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة. في هذه الحالات ، عندما تكون الجينات موجودة في زوج واحد من الكروموسومات المتجانسة ، تكون أنماط الوراثة المرتبطة صالحة. كما يتم في كثير من الأحيان انتهاك أنماط الوراثة المستقلة للشخصيات التي أنشأها G. Mendel في تفاعل الجينات.

قوانين T. Morgan: الميراث المترابط للشخصيات ، تعطيل الارتباط الجيني

يتلقى الكائن الجديد من الآباء لا تشتت الجينات ، ولكن الكروموسومات كاملة ، في حين أن عدد الأحرف ، وبالتالي ، فإن الجينات التي تحددها هي أكبر بكثير من ذلك من الكروموسومات. وفقا للنظرية الصبغية للوراثة ، فإن الجينات الموجودة في نفس الكروموسوم هي موروثة متوارثة. ونتيجة لذلك ، عند عبور المهجن ، فإنها لا تعطي التقسيم المتوقع من 9: 3: 3: 1 ولا تلتزم بالقانون الثالث لمندل. قد يتوقع المرء أن ترابط الجينات مكتمل ، وعندما يعبر الأفراد متماثلي الزيجوت لهذه الجينات وفي الجيل الثاني يعطي النمط الظاهري الأولي في نسبة 3: 1 ، وعند تحليل عبور الجيل الأول من الهجن ، يجب أن يكون التقسيم 1: 1.

لاختبار هذا الافتراض ، اختارت عالمة الوراثة الأمريكية T. Morgan من Drosophila زوج من الجينات التي تتحكم في لون الجسم (الرمادي - الأسود) وشكل الجناح (طويل البدائي) ، والتي توجد في زوج واحد من الكروموزومات المتجانسة. الجسم الرمادي والأجنحة الطويلة هي سمات مسيطرة. عند عبور ذبابة متماثلة اللواقح بجسم رمادي وأجنحة طويلة وذرة متماثلة اللواقح بجسم أسود وجناحين بدائيين في الجيل الثاني ، تم الحصول على ظواهر الوالدين فعليًا بنسبة قريبة من 3: 1 ، ولكن كان هناك أيضًا عدد غير قليل من الأفراد الذين لديهم توليفات جديدة من هذه العلامات ( الشكل 3.12).

يتم استدعاء هؤلاء الأفراد   المؤتلف. ومع ذلك ، بعد تحليل التهجين من الجيل الأول الهجينة مع متماثل الزيجوت للجينات المتنحية ، وجد T. Morgan أن 41.5 ٪ من الأفراد لديهم جسم رمادي وأجنحة طويلة ، 41.5 ٪ في جسم أسود وأجنحة بدائية ، 8.5 ٪ جسم رمادي والأجنحة البدائية ، و 8.5 ٪ - الجسم الأسود والأجنحة البدائية. ارتبط بالانقسام الناتج مع حدوث العبور في الطور الأول من الانقسام الاختزالي ، واقترح أن تكون وحدة المسافة بين الجينات في الكروموسوم 1٪ عابرة ، سميت لاحقًا باسمه مورغنايد.

تسمى أنماط الوراثة المتسلسلة ، التي أُنشئت أثناء التجارب على ذبابة الفاكهة ، بقانون T. Morgan.

قانون مورغان:

تشغل الجينات الموضعية في كروموسوم واحد مكانًا محددًا ، يدعى موضعًا ، وتكون موروثة مرتبطة ، وتكون قوة الاقتران متناسبة عكسيا مع المسافة بين الجينات.

إن الجينات الموجودة في الكروموسوم مباشرة واحدة تلو الأخرى (يُرجَّح أن يكون احتمال العبور صغير للغاية) بشكل كامل ، وإذا كان هناك جين واحد آخر على الأقل بينهما ، فإنها لا ترتبط ارتباطًا كاملاً وتكسر اقترانها أثناء العبور كنتيجة لتبادل أجزاء من الكروموسومات المتجانسة.

إن ظواهر الربط بين الجينات والعبور تسمح لنا ببناء خرائط للكروموسومات مع ترتيب الجينات عليها. يتم إنشاء الخرائط الوراثية للكروموسومات للعديد من الكائنات المدروسة جينيًا: ذبابة الفاكهة ، والماوس ، والإنسان ، والذرة ، والقمح ، والبازلاء ، إلخ. إن دراسة الخرائط الجينية تسمح لك بمقارنة بنية الجينوم في أنواع مختلفة من الكائنات ، وهو أمر مهم للوراثة والتربية ، وكذلك الدراسات التطورية. .

علم الوراثة من الأرض

بول - هذه مجموعة من السمات المورفولوجية والفسيولوجية للكائن الحي ، مما يوفر التكاثر الجنسي ، ويقلل جوهره إلى الإخصاب ، أي دمج الخلايا الجنسية للذكور والإناث في زيجوت ، الذي يتطور منه كائن جديد.

علامات على جنس واحد يختلف عن الآخر ، وتقسم إلى الابتدائي والثانوي. إلى الخصائص الجنسية الأولية هي الأعضاء التناسلية ، وجميع الآخرين - إلى الثانوية.

في البشر ، والخصائص الجنسية الثانوية هي نوع الجسم ، جرس الصوت ، وهيمنة الأنسجة العضلية أو الدهنية ، ووجود شعر الجسم على وجهه ، والتفاح آدم ، والغدد الثديية. وهكذا ، في الحوض ، عادة ما يكون الحوض أعرض من الأكتاف ، ويهيمن النسيج الدهني ، وتبرز الغدد اللبنية ، ويكون الصوت مرتفعًا. يختلف الرجال عنهم في الأكتاف الأوسع ، وهيمنة الأنسجة العضلية ، ووجود نمو الشعر على الوجه وتفاح آدم ، وكذلك بصوت منخفض. لطالما اهتمت البشرية بمسألة لماذا يولد الأفراد من الجنسين والجنس بنسبة 1: 1 تقريبًا. تم الحصول على تفسير لهذا في دراسة karotypes الحشرات. اتضح أن الإناث من بعض الحشرات والجنادب والفراشات كروموسوم واحد أكثر من الذكور. في المقابل ، ينتج الذكور أمشاجا تختلف في عدد الكروموسومات ، وبالتالي تحدد مسبقا جنس النسل. ومع ذلك ، تبين فيما بعد أن غالبية الكائنات الحية لا تختلف في عدد الكروموسومات في الذكور والإناث ، ولكن أحد الجنسين لديه زوج من الكروموسومات التي لا تتناسب مع بعضها البعض في الحجم ، والآخر لديه كل كروموسومات مقترنة.

تم العثور على اختلاف مماثل في النمط النووي البشري: الرجال لديهم اثنين من الكروموزومات غير المزججة. في الشكل ، تشبه هذه الكروموسومات في بداية التقسيم الأحرف اللاتينية X و Y ، ولذلك كانت تسمى الكروموسومات X و Y. يمكن أن يحمل الحيوان المنوي الذكر أحد هذه الكروموسومات ويحدد جنس الجنين. في هذا الصدد ، تنقسم الكروموسومات للبشر والكائنات الحية الأخرى إلى مجموعتين: autosomes و heterochromosomes ، أو الكروموسومات الجنسية.

K   الجسمية  الكروموسومات هي نفسها لكلا الجنسين ، في حين أن   الكروموسومات الجنسية  - هذه هي الكروموزومات التي تختلف في مختلف الجنسين وتحمل معلومات حول الخصائص الجنسية. في الحالات التي يحمل فيها الجنس نفس الكروموسومات الجنسية ، على سبيل المثال ، XX ، يقال ذلك   متماثل،  أو   gomogameten  (تشكل نفس الأمشاج). الجنس الآخر ، بعد الكروموسومات الجنسية المختلفة (XY) ، يسمى   فرداني الزيجوت  (عدم وجود المكافئ الكامل للجينات الأليلية) ، أو   متغاير الأعراس. في البشر ، معظم الثدييات والذباب ، ذبابة الفاكهة وغيرها من الكائنات الحية ، والجنس الأنثوي هو homogametic (XX) والذكور هو heterogametic (XY) ، في حين أن في الطيور والجنس هو homogametic (ZZ ، أو XX) ، والإناث هي heterogametic (ZW ، أو XY) .

فالكروموسوم X هو كروموسوم كبير غير متوازن يحمل أكثر من 1500 جينة ، مع العديد من الأليلات الطافرة التي تتسبب في إصابة الشخص بأمراض وراثية حادة مثل الهيموفيليا وعمى الألوان. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الكروموسوم Y صغير جداً ، ولا يحتوي إلا على حوالي اثني عشر جينة ، بما في ذلك جينات محددة مسؤولة عن تطور النوع الذكوري.

يتم تسجيل النمط النووي للرجل ، ك 46 ، س ص ، ويتم تسجيل النمط النووي للمرأة في 46 ، XX.

بما أن الأمشاج مع الكروموسومات الجنسية يتم إنتاجها في الذكور ذات الاحتمالية المتساوية ، فإن نسبة الجنس المتوقعة في النسل هي 1: 1 ، والتي تتزامن مع الملاحظ في الواقع.

النحل يختلف عن الكائنات الحية الأخرى في أن الإناث تتطور من البيض المخصب ، والذكور من تلك غير المخصبة. تختلف نسبتهم الجنسية عن تلك المذكورة أعلاه ، لأن عملية الإخصاب ينظمها الرحم ، في المنطقة التناسلية التي يتم فيها تخزين الحيوانات المنوية منذ الربيع لمدة سنة كاملة.

في عدد من الكائنات الحية ، يمكن تحديد الجنس بطريقة أخرى: قبل أو بعد الإخصاب ، اعتمادا على الظروف البيئية.

وراثة الصفات المرتبطة بالجنس

بما أن بعض الجينات موجودة في الكروموسومات الجنسية التي ليست هي نفسها بالنسبة لأعضاء الجنس الآخر ، فإن طبيعة وراثة الشخصيات المشفرة بواسطة هذه الجينات تختلف عن الجينات العامة. ويسمى هذا النوع من الميراث بميراث كريس-كروس ، حيث يرث الرجل سمات الأم ، وترث المرأة سمات الأم. تسمى الصفات التي تحددها الجينات الموجودة على الكروموسومات الجنسية   إلى جانب الكلمة.  أمثلة من السمات المرتبطة بالجنس هي علامات متنحية من الهيموفيليا وعمى الألوان ، والتي تتجلى بشكل رئيسي في الرجال ، حيث لا توجد جينات الألييلية في كروموسوم Y. لا تعاني النساء من مثل هذه الأمراض إلا إذا حصلن على مثل هذه العلامات من الأب والأم.

على سبيل المثال ، إذا كانت الأم حاملة متخالف من الهيموفيليا ، فسيتم انتهاك نصف تجلط الدم في أبنائها: Hn - تخثر الدم الطبيعي X ح  - عدم انتظام الدم (الهيموفيليا)

تنتقل الإشارات المشفرة في جينات الكروموسوم Y بشكل حصري من خلال الخط الذكري وتسمى   golandricheskimi  (وجود غشاء بين أصابع القدمين ، وزيادة نمو الشعر من حافة auricle).

التفاعل الجيني

أظهر فحص أنماط الوراثة المستقلة في كائنات مختلفة في بداية القرن العشرين ، على سبيل المثال ، عندما يعبر الجمال الليلي النباتات مع هالة حمراء وبيضاء ، فإن الهجينة من الجيل الأول لها جنوط وردية اللون ، بينما في الجيل الثاني هناك أفراد ذوو أحمر وردي. والأزهار البيضاء بنسبة 1: 2: 1. هذا قاد الباحثين إلى الاعتقاد بأن الجينات الأليلية يمكن أن يكون لها تأثير واضح على بعضها البعض. وفي وقت لاحق ، وجد أيضًا أن الجينات غير المتوازية تسهم في إظهار علامات الجينات الأخرى أو تثبيطها. أصبحت هذه الملاحظات الأساس لفكرة التركيب الوراثي كنظام من الجينات المتفاعلة. حاليا ، هناك تفاعلات من الجينات الألييلية وغير المتوازية.

يشمل تفاعل الجينات الأليلية الهيمنة الكاملة وغير المكتملة ، السمة الشاذة والسيطرة المفرطة.   سيطرة كاملة  وهي تعتبر جميع حالات تفاعل الجينات الألييلية التي لا يُلاحظ فيها سوى سمة سائدة في متغايرة الزيجوت ، مثل ، على سبيل المثال ، لون وشكل البذرة في البازلاء.

هيمنة غير كاملة  هو نوع من التفاعل بين الجينات الألييلية ، حيث يؤدي مظهر الأليل المتنحي إلى حد أكبر أو أقل إلى إضعاف مظهر المهيمنة ، كما في حالة تلوين كورولا الليل الليلي (أبيض + أحمر = وردي) والماشية.

Kodominirovaniem  يدعى هذا النوع من التفاعل من الجينات الألييلية ، التي تظهر فيها كلا الأليلين ، دون إضعاف آثار بعضها البعض. من الأمثلة النموذجية على التزاوج المشترك هو ميراث مجموعات الدم بواسطة نظام ABO (الجدول 3.2). IV (AB) مجموعة دم في البشر (النمط الوراثي - I A I B).

كما يمكن رؤيته من الجدول ، يتم توريث مجموعات الدم الأول والثاني والثالث وفقًا لنوع الهيمنة الكاملة ، في حين أن مجموعة IV (AB) (النمط الجيني - I A I B) هي حالة من المواطنة السائدة.

superdominance  - هذه ظاهرة تظهر فيها السمة الغالبة في الحالة المتغايرة بشكل أقوى مما هي عليه في الحالة المتماثلة الزيجوت ؛ وغالبا ما يستخدم overdominance في تربية ويعتبر السبب   قوة الهجين  - ظواهر الطاقة الهجينة.

يمكن اعتبار حالة خاصة من التفاعل من الجينات الأليلات ما يسمى ب   الجينات القاتلة التي في حالة متماثل الزيجوت تؤدي إلى وفاة الكائن الحي ، في معظم الأحيان في الفترة الجنينية. سبب وفاة النسل هو تأثير عديد الجراثيم في اللون الرمادي للصوف في خراف استراخان ، اللون البلاتيني في الثعالب ، وغياب المقاييس في الكارب المرآة. عندما يتم عبور شخصين متغاير الزيجوت لهذه الجينات ، فإن تقسيم سمة الاختبار في النسل سيكون 2: 1 بسبب وفاة 1/4 من النسل.

الأنواع الرئيسية من التفاعل بين الجينات غير المتوازية هي التكامل ، ومشتقاتها والبوليمرات.   التكامل  - هذا نوع من التفاعل بين جينات غير متوازية ، حيث يكون وجود ما لا يقل عن أليلين مهيمنين من أزواج مختلفة ضروريًا لتظهر حالة معينة من سمة معينة. على سبيل المثال ، اليقطين عند عبور النباتات مع كروية   (AAب)   وطويلة   (AABB)  الفواكه الجيل الأول تظهر النباتات مع الفواكه القرصية   (AAVب).

K   قشوة  وتشمل هذه الظواهر التفاعل بين الجينات غير المتوازية التي يقوم فيها جين واحد غير أليل بقمع نمو سمة أخرى. على سبيل المثال ، في الدجاج ، يتم تحديد لون الريش بواسطة جين واحد مهيمن ، في حين أن الجين السائد الآخر يثبط تطور اللون ، ونتيجة لذلك فإن معظم الدجاج له ريش أبيض.

البوليمرات  تسمى الظاهرة التي لها الجينات غير المتوازية لها نفس التأثير على تطور السمة. وبالتالي ، فإن السمات الكمية غالباً ما تكون مشفرة. على سبيل المثال ، يتم تحديد لون بشرة الشخص من خلال أربعة أزواج من الجينات غير المتوازية على الأقل - وهي الألائل الأكثر هيمنة في النمط الجيني ، أكثر قتامة في الجلد.

Genotype كنظام كامل

إن النمط الجيني ليس هو المكاسب الميكانيكية للجينات ، لأن إمكانية تجسد الجين وشكل مظاهره تعتمد على الظروف البيئية. في هذه الحالة ، البيئة لا تعني فقط البيئة ، ولكن أيضًا البيئة الجينية - الجينات الأخرى.

ونادراً ما تعتمد مظاهر الإشارات النوعية على الظروف البيئية ، على الرغم من أن الأرنب الأرانب يقطع جزءًا من الجسم مع الصوف الأبيض ويطبق فقاعة مع الثلج عليه ، ثم مع الوقت سينمو الصوف الأسود في هذا المكان.

إن تطوير السمات الكمية يعتمد بدرجة أكبر على الظروف البيئية. على سبيل المثال ، إذا تمت زراعة أصناف القمح الحديثة دون استخدام الأسمدة المعدنية ، فإن محصولها سيختلف اختلافاً كبيراً عن الحصة المخططة جينياً (100 أو أكثر) لكل هكتار.

وبالتالي ، يتم تسجيل "قدرات" الكائن الحي فقط في النمط الجيني ؛ ومع ذلك ، فإنها تظهر فقط في التفاعل مع الظروف البيئية.

بالإضافة إلى ذلك ، تتفاعل الجينات مع بعضها البعض ، ويمكن أن تؤثر بقوة ، في نفس النمط الوراثي ، على مظاهر عمل الجينات المجاورة. وهكذا ، لكل جينة فردية توجد بيئة وراثية. من الممكن أن يرتبط تطوير أي سمة مع عمل العديد من الجينات. بالإضافة إلى ذلك ، تم الكشف عن اعتماد عدة سمات على جين واحد. على سبيل المثال ، في الشوفان ، يتم تحديد لون المقاييس وطول العمود الفقري للبذور بواسطة جين واحد. في الدروسوفيلا ، يؤثر جين تلوين العين في وقت واحد على لون الجسم والأعضاء الداخلية ، طول الأجنحة ، انخفاض الخصوبة وانخفاض العمر المتوقع. لا يُستثنى من ذلك أن كل جين في الوقت نفسه هو جين الفعل الرئيسي لخاصية "خاص به" ومعدّل لسمات أخرى. وهكذا ، فإن النمط الظاهري هو نتيجة لتفاعل الجينات من النمط الجيني بأكمله مع البيئة أثناء تطور الفرد.

في هذا الصدد ، عرف عالم الوراثة الروسي الشهير M. E. Lobashev النمط الجيني   نظام من الجينات المتفاعلة.  تم تشكيل هذا النظام المتكامل في عملية تطور العالم العضوي ، في حين بقيت تلك الكائنات الحية فقط حيث أنتجت تفاعلات الجينات التفاعل الأكثر تفضيلا في النشأة.

علم الوراثة البشرية

بالنسبة للإنسان ، كنوع بيولوجي ، فإن القوانين الوراثية للوراثة والتنوع المصممة للنباتات والحيوانات صالحة تماماً. وفي الوقت نفسه ، يحتل علم الوراثة البشري ، الذي يدرس قوانين الوراثة والتنوع في البشر على جميع مستويات تنظيمه ووجوده ، مكانًا خاصًا بين أقسام أخرى من علم الوراثة.

إن علم الوراثة البشرية هو في الوقت نفسه علم أساسي وتطبيقي ، حيث أنه يعمل في دراسة الأمراض البشرية الوراثية ، والتي يصفها حاليا أكثر من 4000. إنه يحفز تطور الاتجاهات الحديثة في علم الوراثة العام والجزيئي ، والبيولوجيا الجزيئية والطب السريري. اعتمادا على الإشكاليات ، ينقسم علم الوراثة البشري إلى عدة مجالات مرت بها العلوم المستقلة: علم الوراثة للأعراض البشرية العادية ، الوراثة الطبية ، السلوك وعلم الوراثة ، علم الوراثة السكانية البشرية. في هذا الصدد ، في عصرنا ، تمت دراسة الإنسان ككائن وراثي أفضل من كائنات النموذج الرئيسي لعلم الوراثة: ذبابة الفاكهة ، أرابيدوبس ، إلخ.

الطبيعة البشرية البيولوجية لها تأثير كبير على البحث في علم الوراثة بسبب البلوغ المتأخر والفجوات الزمنية الكبيرة بين الأجيال ، والعدد الصغير من النسل ، واستحالة الصلبان الموجهة للتحليل الوراثي ، وعدم وجود خطوط نظيفة ، وعدم الدقة في تسجيل الصفات الوراثية والأصغر الصغيرة ، وعدم القدرة على خلق الشيء نفسه. الظروف التي تسيطر عليها بدقة لتطوير أحفاد من الزيجات المختلفة ، أعداد كبيرة نسبيا والكروموسومات سيئة الاختلاف واستحالة الحصول على الطفرات بشكل تجريبي.

طرق لدراسة علم الوراثة البشرية

الأساليب المستخدمة في علم الوراثة البشري لا تختلف جوهريا عن تلك المقبولة عموما للأجسام الأخرى - وهذا هو   النسب ، التوأم ، الوراثية الخلوية ، الجلدية ، الجزيئية البيولوجية  و   الطرق الإحصائية السكانية ، طريقة تهجين الخلايا الجسديةو   طريقة المحاكاة.  يأخذ استخدامها في علم الوراثة البشري بعين الاعتبار خصوصيات الشخص ككائن جيني.

طريقة التوأم  فهو يساعد على تحديد مساهمة الوراثة وتأثير الظروف البيئية على إظهار سمة تعتمد على تحليل مصادفة هذه السمات في التوائم المتطابقة والتآخي. وهكذا ، فإن معظم التوائم المتماثلة لها نفس النوع من الدم والعين ولون الشعر ، بالإضافة إلى عدد من العلامات الأخرى ، في حين يعاني كلا النوعين من التوائم من الحصبة.

طريقة ديرماتوجليفية  استنادا إلى دراسة الخصائص الفردية للرسومات الجلدية للأصابع (dactyloscopy) ، والراحتين وأخمص القدمين. على أساس هذه الميزات ، فإنها تسمح في كثير من الأحيان بالكشف عن الأمراض الوراثية في الوقت المناسب ، لا سيما الشذوذات الكروموسومية ، مثل متلازمة داون ، و Shereshevsky-Turner وغيرها.

طريقة أنساب  - هذه طريقة لتجميع الأنساب ، التي تساعد على تحديد طبيعة وراثة الصفات المدروسة ، بما في ذلك الأمراض الوراثية ، والتنبؤ بميلاد أحفاد ذوي السمات المناظرة. جعل من الممكن تحديد الطبيعة الوراثية لمثل هذه الأمراض مثل الهيموفيليا ، عمى الألوان ، رقص هنتنغتون ، وغيرها ، حتى قبل اكتشاف القوانين الأساسية للوراثة. عند تجميع الأنساب ، فإنها تحتفظ بسجلات لكل فرد من أفراد الأسرة وتراعي درجة القرابة بينهما. علاوة على ذلك ، على أساس البيانات التي تم الحصول عليها ، يتم بناء شجرة الأنساب باستخدام رموز خاصة (الشكل 3.13).

يمكن استخدام طريقة الأنساب على عائلة واحدة ، إذا كانت هناك معلومات حول عدد كاف من الأقارب المباشرين لشخص يتم تجميع نسبه -   المستلفت،  - على خطوط الأب والأم ، وإلا جمع المعلومات حول العديد من الأسر التي تظهر فيها هذه الأعراض. إن طريقة الأنساب تسمح لك بتأسيس ليس فقط سمة الوراثة ، ولكن أيضا طبيعة الميراث: المسيطر أو المتنحي ، الجسمي أو المربوط بالجنس ، الخ. وهكذا ، وفقا لرسومات الملوك النمساويين في هابسبورغ ، تم إرساء ميراث البروجوثيا (الشفة السفلى البارزة بقوة) و "الهيموفيليا الملكية" أحفاد الملكة فيكتوريا البريطانية (الشكل 3.14).

حل المشاكل الوراثية. رسم الصلبان

يمكن اختزال كل مجموعة متنوعة من المهام الجينية إلى ثلاثة أنواع:

1. مهام التسوية.

2. المهام لتحديد التركيب الوراثي.

3. مهام لتحديد نوع الميراث في الصفة.

سمة من سمات   مهام التسوية  هو توافر المعلومات حول وراثة السمة والصفات الظاهرية للوالدين ، والتي من السهل من خلالها تحديد التراكيب الوراثية للوالدين. أنها تتطلب إنشاء الأنماط الجينية والظواهر الوراثية ذرية.

التين. 72. البكتيريا والفطريات أحادية الخلية: 1 - E. coli؛ 2 - الخميرة

تذكر الممالك التي تنقسم إلى جميع الكائنات الحية. النظر في الأشكال 72 ، 73. ما هي السمات الهيكلية للكائنات وحيدة الخلية؟ خذ بعين الاعتبار الأشكال 74 ، 75. كيف تختلف الكائنات الاستعمارية عن الكائنات أحادية الخلية؟ مقارنة العديد من الكائنات الخلوية وحيدة الخلية. ما هي اختلافاتهم الهامة؟

الجسم (من اللاتينية. الجسم - يرتب ، يعطي مظهر نحيف) - هو نظام بيولوجي يتألف من أجزاء مترابطة ، تعمل ككل. بالنسبة إلى أي كائن حي ، فإن جميع علامات الحياة مميزة: التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة ، والتهيج ، والوراثة ، والتنوع ، والنمو ، والتنمية والتكاثر. الكائنات الحية التي تعيش على الأرض متنوعة جدا في هيكلها: وحيدة الخلية ، و مستعمرة و متعددة الخلايا. في نفس الوقت ، توجد بدائيات النواة فقط بين الكائنات الحية أحادية الخلية ، وجميع الكائنات الاستعمارية و متعددة الخلايا هي حقيقية النواة.

كائنات وحيدة الخلية. أبسط أشكال الكائنات هي أحادية الخلية. توجد بين جميع الممالك الرئيسية للطبيعة الحية: البكتيريا والنباتات والحيوانات والفطريات (الشكل 72 ، 73). الكائنات الحية أحادية الخلية شائعة في الماء والتربة والهواء ، وكذلك في أجسام الكائنات الحية متعددة الخلايا. وقد نجحت الكائنات أحادية الخلية في التكيف مع مجموعة متنوعة من الظروف المعيشية ، وكانت مسؤولة عن نصف كتلة جميع الكائنات الحية على وجه الأرض. البعض منهم من السيارات ، والبعض الآخر هو غيرية التغذية.

التين. 73. الطحالب أحادية الخلية والبروتوزوا: 1 - الكلوريلا. 2 - amoeba العادية ، مثيرة ipfusorium الحذاء

ميزة مميزة من وحيد الخلية - بنية بسيطة إلى حد ما من الجسم. هذه هي الخلية التي تحتوي على جميع الملامح الرئيسية لكائن مستقل. عضيات (من اللاتينية. organelles هي ضآلة في العضو ، أي خلايا صغيرة) ، مثل أعضاء الكائنات متعددة الخلايا ، تؤدي وظائف مختلفة. وحيد الخلية تتكاثر بسرعة كبيرة وتحت ظروف مواتية لمدة ساعة يمكن أن تنتج اثنين وأحيانا ثلاثة أجيال. في ظل الظروف المعاكسة ، يمكن أن تشكل الجراثيم ، مغطاة بأصداف كثيفة. عمليات النشاط الحيوي في المنازعات غائبة عمليا. في ظل ظروف مواتية ، يعود النزاع إلى خلية تعمل بفاعلية.

الكائنات بدائية النواة وحيدة الخلية تدخل فقط عالم البكتيريا. تم العثور على حقيقيات النواة أحادية الخلية في الممالك الأخرى للحياة البرية. في المملكة ، والنباتات هي الطحالب وحيدة الخلية ، في المملكة الحيوانات هي أبسط منها ، في المملكة الفطر هي الفطريات وحيدة الخلية وحيدة الخلية.

الكائنات الاستعمارية.  ينظر العديد من العلماء إلى الكائنات الاستعمارية الانتقالية من أشكال الخلايا أحادية الخلية إلى أشكال متعددة الخلايا. في شكل بدائي ، لوحظت هذه الظاهرة في بدائيات النوى ، والبكتيريا التي ، عند انقسامها ، تشكل المستعمرات. ولكل نوع من البكتيريا يتميز بشكله الخاص بالمستعمرة. يقومون بتوليف بعض الإنزيمات التي تسمح لهم باستخدام المغذيات بكفاءة أكبر. تحت ظروف معاكسة ، تشكل خلايا هذه المستعمرة جراثيم تسمح للجسم بالبقاء.

يمكن أن تشكل المستعمرات والطحالب الخضراء. الأكثر إثارة للاهتمام في هذا الصدد هو مستعمرة volvox ، والتي تشبه بشكل وثيق كائن متعدد الخلايا (الشكل 74). الضرب المنسق للسعر يوفر حركة اتجاهية. تقع الخلايا الإنجابية المسؤولة عن التكاثر على جانب واحد من المستعمرة. وبفضلهم ، تتشكل مستعمرات ابنة داخل مستعمرة الأمهات ، التي يتم فصلها ونقلها إلى وجود مستقل.

التين. 74. الطحالب الاستعمارية Volvox: 1 - ظهور المستعمرة: 2 - بنية الخلايا الفردية ، متصلة بعضها البعض بواسطة خيوط السيتوبلازم

كائنات متعددة الخلايا.  على الرغم من أن الخلايا أحادية الخلية عديدة جدًا ومنتشرة على الأرض ، مقارنةً بالكائنات الحية المتعددة الخلايا ، فإنها تتمتع بالعديد من المزايا. بادئ ذي بدء ، يمكنهم استخدام موارد البيئة التي لا يمكن الوصول إليها لخلية واحدة. على سبيل المثال ، فإن وجود عدد كبير من الخلايا التي تشكل الأنسجة والأعضاء المختلفة يسمح للشجرة أو الشجيرة بالوصول إلى حجم كبير ، باستخدام الجذور لتوفير الماء والتغذية المعدنية لنفسها ، ولإنشاء مواد عضوية في الأوراق الخضراء. الحيوانات متعددة الخلايا ، بفضل الأنسجة والأعضاء ، هي أكثر قدرة على الحصول على الغذاء وتطوير موائل جديدة.

التين. 75. الأنسجة من الكائنات الحية المتعددة الخلايا: 1 - الأنسجة النباتية (photoennative الابتدائي) ؛ 2 - الأنسجة الحيوانية (ظهارة مهدبة)

في الكائنات متعددة الخلايا ، تكون الخلايا متنوعة جدًا ، ولكن يمكنك دائمًا تحديد مجموعات من الخلايا المتشابهة في البنية والوظيفة. تسمى مجموعات الخلايا والمحتوى خارج الخلوي للكائنات متعددة الخلايا ، التي لها نفس التركيب والأصل وأداء وظائف مماثلة ، الأنسجة (الشكل 75). التخصص من الخلايا لأداء وظائف معينة يزيد من كفاءة الكائن الحي كله.

يتم الجمع بين الأنسجة المختلفة في الأجهزة ، والتي بدورها ، تشكل أنظمة الجهاز. الأجهزة الداخلية وأنظمة الأعضاء هي خصائص الحيوانات. تمتلك النباتات بنية مختلفة قليلاً من الأعضاء ، ولكنها تتكون أيضًا من الأنسجة المختلفة.

أشكال الحياة غير الخلوية

الفيروسات.  بالإضافة إلى الكائنات الحية التي لها بنية خلوية ، هناك أشكال الحياة غير الخلوية - الفيروسات (من اللات - الفيروسات - السم). تسمح خصائصهم ، من جهة ، بالنظر في أجسامهم الحية ، ومن ناحية أخرى ، اعتبارها جزيئات ذات طبيعة غير متحركة. الفيروسات لها الوراثة والتنوع. وفي الوقت نفسه ، لا يستطيعون الاستقلاب المستقل ، وتحويل الطاقة والتكاثر. ولذلك ، فإن الفيروسات هي مجموعة انتقالية بين الطبيعة المتحركة وغير الحية.

التين. 76- ديمتري ايوسيفوفيتش ايفانوفسكي (1864-1920)

الفيروسات صغيرة جدا قبل ظهور المجهر الإلكتروني بقيت طبيعتها غير واضحة. بدأت الدراسة النشطة للفيروسات فقط في النصف الثاني من القرن العشرين. في الوقت نفسه ، تم تشكيل علم فيروس منفصل - علم الفيروسات. حاليا ، فإن دراسة الفيروسات مكثفة جدا ، والعديد من الأنواع الجديدة منها بشكل علني.

تحتوي جزيئات الفيروسات على بنية متماثلة ومجموعة متنوعة من الأشكال (الشكل 77). ومن بين هذه المتعددات هي فيروس متعدد الوجوه (فيروس شلل الأطفال وفيروس القوباء) ، وعلى شكل قضيب (فيروس موزاييك التبغ) وشكل بيضوي غير منتظم (فيروس الأنفلونزا).

التين. 77. فيروس فسيفساء التبغ: 1 - نبات التبغ المصاب بالفيروس. 2 - صورة الإلكترون للفيروس. 3 - مخطط البنية

الفيروسات لديها بنية بدائية جدا. جسيمات منفصلة من الفيروسات - فيريونات ، تتكون من حمض نووي وبروتينات. يعمل الحمض النووي كجهاز وراثي للفيروسات ويمكن تمثيله كجزيء DNA و RNA. هو جوهر الفيروس ومحمي بواسطة كبسولة. تم بناء الكبسولة من مجموعة متنوعة من جزيئات البروتين ، والتي يحدد تصميمها البنية الخارجية للفيريون. قد يكون لدى بعض ممثلي الفيروسات ، بالإضافة إلى الكبسولة ، غشاء إضافي للبروتينات والدهون.

تسبب الفيروسات أمراضًا مختلفة من النباتات والحيوانات والبشر والبكتيريا.

التين. 78. هيكل الفيروس البكتيري: 1 - كبسولات البروتين. 2 - الحمض النووي للفيروس. 3 - طوق: 4 - غمد الذيل. 5 - لوحة القاعدية مع العمود الفقري. 6 - ذيل المواضيع

فيروس نقص المناعة البشرية (فيروس نقص المناعة البشرية) يسبب مرض الإيدز - متلازمة نقص المناعة المكتسب (الشكل 79). فيروسات فيروس نقص المناعة البشرية هي مستديرة. خارجها مغطاة بغشاء البروتين الدهني. تحت الغشاء هو كبسولة بروتين وسيطة. داخله الجهاز الوراثي لفيروس نقص المناعة البشرية - جزيئين من الرنا.

التين. 79. فيروس نقص المناعة البشرية (فيروس نقص المناعة البشرية): 1 - كبسولة البروتين. 2 - جزيئات الانزيم. 3 - RNA 4 - الغشاء الدهني ؛ 5 - بروتينات الغشاء

عندما يدخل فيروس نقص المناعة البشرية إلى الدم البشري ، فإنه يصيب خلايا الدم البيضاء ، المسؤولة عن مناعة الجسم. خلايا الدم البيضاء المتضررة إما تموت أو تتوقف عن التعرف على البكتيريا المسببة للأمراض الأجنبية والخلايا البشرية غير الطبيعية ، والتي تكونت نتيجة لتعطل الانقسام الخلوي الطبيعي. ونتيجة لذلك ، يموت شخص مصاب بفيروس نقص المناعة البشرية من أحد الأمراض المعدية ، لأن الكريات البيض غير نشطة ولا تنتج بروتينات مضادة. يمكن أن تأتي وفاة شخص من السرطان ، مما يؤدي إلى انتشار الخلايا غير الطبيعية. يبحث العلماء بشكل مكثف عن العقاقير التي يمكن أن تحمي أو تعالج هذا المرض المعدٍ الأكثر خطورة للبشرية.

تمارين على المواد

1. إعطاء تعريف كائن حي. ما هي الميزات التي يجب أن تمتلكها كنظام بيولوجي مستقل؟
2. قائمة علامات مشتركة من الكائنات الحية وحيدة الخلية.
3. ما هي مضاعفات التنظيم في الانتقال من بدائيات النوى أحادية الخلية إلى حقيقيات النواة؟
4. اسم ممثلي وحيدة الخلية من كل مملكة الكائنات الحية.
5. كيف يمكن للمرء أن يفسر القدرات المتكيفة العالية للكائنات أحادية الخلية؟
6. كيف تختلف الكائنات الاستعمارية عن الخلية الواحدة وحيدة الخلية؟
7. ما هو الفرق الرئيسي بين خلايا الكائنات الحية متعددة الخلايا وحيدة الخلية؟
8. لماذا تعتبر الفيروسات انتقالًا بين الطبيعة المتحركة وغير الحية؟
9. كيف تختلف الفيروسات في البنية عن البكتيريا؟
10. ما الأمراض التي تسبب الفيروسات في النباتات والحيوانات والبشر؟
11. ما هو هيكل الفيروس-bacteriophage؟ كيف يستخدم الشخص البكتيريا؟
12. ما هو هيكل فيروس نقص المناعة البشرية (فيروس نقص المناعة البشرية)؟ ما مرض يسبب فيروس نقص المناعة البشرية؟ ما يتجلى في؟