19. §. A szervezetek sokfélesége. Celluláris és nem sejtes életformák

Az élő világ tele van élettelen szédítő tömbökkel. A legtöbb organizmus csak egy sejtből áll, és nem látható szabad szemmel. Sokan csak mikroszkóp alatt válnak láthatóvá. Mások, mint például a nyúl, az elefánt vagy a fenyő, valamint az emberek, sok sejtből állnak, és ezek a multicelluláris szervezetek is nagy számban élnek egész világunkban.

Az élet építőkövei

Minden élő szervezet strukturális és funkcionális egységei sejtek. Őket az élet építőköveinek is nevezik. Minden élő szervezet sejtekből áll. Ezeket a szerkezeti egységeket Robert Hooke 1665-ben fedezte fel. Emberben körülbelül százbillió sejt van. Az egyik mérete kb. 10 mikrométer. A sejt sejt-szerveket tartalmaz, amelyek szabályozzák aktivitását.

Vannak egy-sejtes és többsejtű organizmusok. Az előbbiek egy sejtből, például baktériumból állnak, utóbbi pedig növényeket és állatokat tartalmaz. A sejtek száma a típustól függ. A legtöbb növényi és állati sejt mérete egy és száz mikrométer között van, így mikroszkóp alatt láthatóak.

Egysejtű szervezetek

Ezek az apró lények egy sejtből állnak. Amoebas és ciliates az élet legrégebbi formái, amelyek körülbelül 3,8 millió évvel ezelőtt léteztek. Baktériumok, archaea, protozoa, egyes algák és gombák alkotják az egysejtű szervezetek fő csoportjait. Két fő kategóriája van: a prokarióták és az eukarióták. Mérete is változó.

A legkisebbek körülbelül háromszáz nanometrikusak, és egyesek akár húsz centiméteres méreteket is elérhetnek. Az ilyen organizmusok általában csillók és flagellák, amelyek segítenek nekik mozogni. Egyszerű, alapvető funkciójú testük van. A szaporodás lehet szexuális és szexuális is. Az ételt általában a fagocitózis folyamatában hajtják végre, ahol az élelmiszer-részecskék abszorbeálódnak és a szervezetben jelen lévő speciális vakulákban tárolódnak.

Multicelluláris szervezetek

Az egynél több sejtből álló élőlényeket multicellulárisnak nevezik. Ezek olyan egységekből állnak, amelyek azonosítottak és egymáshoz kapcsolódnak, összetett, többsejtű szervezeteket alkotnak. A legtöbbjük szabad szemmel látható. Az olyan szervezetek, mint a növények, egyes állatok és algák, egyetlen cellából tűnnek fel, és multi-láncszervezetekké válnak. Mindkét élőlény, prokarióta és eukarióták csoportja multicellularitást mutathat.

Többcsatornás mechanizmusok

Három elmélet foglalkozik azokkal a mechanizmusokkal, amelyekkel a multicellularitás felmerülhet:

• A szimbiotikus elmélet szerint egy multicelluláris organizmus első sejtje a különböző egysejtű fajok szimbiózisa miatt keletkezik, amelyek mindegyike különböző funkciókat valósít meg.
• A szinciális elmélet azt állítja, hogy egy multicelluláris organizmus nem tudott fejlődni a több magból álló egysejtű lényekből. Az ilyen legegyszerűbbek, mint a csillók és a nyálkahártyák, több magot tartalmaznak, ezáltal támogatva ezt az elméletet.
• A gyarmati elmélet azt állítja, hogy ugyanazon faj számos organizmusának szimbiózisa a többsejtű szervezet fejlődéséhez vezet. Ezt Haeckel javasolta 1874-ben. A legtöbb multicelluláris képződés abból ered, hogy a sejtek nem szétválaszthatók a megosztási folyamat után. Az elméletet alátámasztó példák az algák Volvox és Eudorin.

A multicellularitás előnyei

Milyen organizmusok - többsejtes vagy egysejtűek - több előnnyel járnak? Ezt a kérdést nehéz megválaszolni. A szervezet multicellularitása lehetővé teszi, hogy meghaladja a mérethatárokat, megnöveli a szervezet összetettségét, lehetővé téve a sejtek számának megkülönböztetését. A szaporodás elsősorban a nemen keresztül történik. A multicelluláris organizmusok anatómiája és a benne előforduló folyamatok meglehetősen összetettek, mivel különböző típusú sejtek találhatók meg, amelyek megvédik a megélhetést. Vegyük például a megosztást. Ennek a folyamatnak pontosnak és jól koordináltnak kell lennie annak érdekében, hogy megakadályozza a multicelluláris szervezet kóros növekedését és fejlődését.

Példák a többsejtű organizmusokra

Amint már említettük, a multicelluláris organizmusok két típusa van: prokarióták és eukarióták. Az első főleg baktériumok. Egyes cianobaktériumok, mint például a chara vagy a spirogyra, szintén multicelluláris prokarióták, néha más néven gyarmatiak is. A legtöbb eukarióta szervezet szintén sok egységből áll. Jól fejlett testszerkezetük van, és különleges szervek vannak bizonyos funkciók ellátására. A legfejlettebb növények és állatok többsejtűek. Példák szinte minden gymnosperms és angiosperms fajra. Majdnem minden állat többszörösen gyógyítható eukarióták.

A multicelluláris organizmusok jellemzői és jelei

Van olyan jelek, amelyek segítségével könnyen meghatározható, hogy a szervezet többsejtes-e vagy sem. Az alábbiak közül lehet megállapítani:

• Van egy meglehetősen bonyolult test szervezet.
• A speciális funkciókat különböző sejtek, szövetek, szervek vagy szervrendszerek végzik.
• A szervezet munkamegosztása celluláris szinten, a szövetek, szervek szintjén és a szervrendszerek szintjén lehet.
• Ezek elsősorban eukarióták.
• Egyes sejtek sérülése vagy halála globálisan nem érinti a szervezetet: az érintett sejteket kicserélik.
• A test multicellularitásának köszönhetően a test nagy méreteket érhet el.
• Összehasonlítva az egysejtű, hosszabb életciklusuk van.
• A reprodukció legfőbb típusa szexuális.
• A sejtek differenciálódása csak a többsejtes sejtek számára jellemző.

Hogyan nő a multicelluláris organizmus?

Minden lény, a kis növényekről és a rovarokról a nagy elefántokra, a zsiráfokra és még az emberekre is, megkezdődik utazásuk egyetlen egyszerű sejtként, amelyet megtermékenyített tojásoknak neveznek. Egy nagy felnőtt szervezetbe való növekedés során számos speciális fejlődési stádiumban megy keresztül. A tojás megtermékenyítése után kezdődik a többsejtes fejlődés folyamata. Az utazás során az egyes sejtek növekedése és többszörös elosztása következik be. Ez a replikáció végső soron olyan végterméket hoz létre, amely összetett, teljesen formált élőlény.

A sejtek elválasztása komplex modellek sorozatát hozza létre, amelyeket genomok határoztak meg, amelyek szinte azonosak az összes sejtben. Ez a sokféleség génexpresszióhoz vezet, amely a sejtek és az embriófejlődés négy szakaszát szabályozza: proliferáció, specializáció, kölcsönhatás és mozgás. Az első egy forrásból származó sejtek replikációját jelenti, a második pedig a kiválasztott, meghatározott jellemzőkkel rendelkező sejtek létrehozásához kapcsolódik, a harmadik pedig a sejtek közötti információ eloszlását jelenti, a negyedik pedig felelős a sejtek szerves részeként való elhelyezéséért szervek, szövetek, csontok és egyéb a kifejlesztett organizmusok fizikai jellemzői.

Néhány szó a besorolásról

A többsejtű lények között két nagy csoport van:

• gerinctelenek (szivacsok, csigolyák, ízeltlábúak, puhatestűek és mások);
• akkord (minden állat, amely axiális csontvázzal rendelkezik).

A bolygó egész történetében fontos lépés volt a multicellularitás kialakulása az evolúciós fejlődés folyamatában. Ez erőteljes lendületet adott a biológiai sokféleség növelésének és továbbfejlesztésének. A multicelluláris szervezet fő jellemzője a celluláris funkciók, felelősségek egyértelmű eloszlása, valamint stabil és erős kapcsolatok kialakítása és létrehozása közöttük. Más szóval, ez egy nagy sejtgyűjtemény, amely képes állandó helyzetet fenntartani egy élő lény életciklusa alatt.

   Hátra előre

Figyelem! A diavetítés csak tájékoztató jellegű, és nem biztos, hogy betekintést nyújt az összes bemutatási lehetőségbe. Ha érdekel ez a munka, töltse le a teljes verziót.

Minden élő szervezetet osztanak a sejtek számával: egysejtű és többsejtűek.

Az egysejtű organizmusok a következők: egyedülállóak és láthatatlanok a meztelen szem baktériumok és protozoák számára.

baktériumokmikroszkopikus, egysejtű organizmusok, amelyek mérete 0,2 és 10 mikron közötti. A baktériumok teste egyetlen sejtből áll. A bakteriális sejtekben nincs sejtmag. A baktériumok között mozgékony és mozgékony formák. Egy vagy több zászlóval mozog. A sejtek alakja változatos: gömb alakú, rúd alakú, sodrott, spirálok, vessző formájában.

baktériumokmindenütt megtalálható, minden élőhelyen lakozó. Legtöbbjük a talajban 3 km mélységben van. Talált friss és sós vízben, gleccsereken és meleg forrásokban. Sokan vannak a levegőben, állatokban és növényekben. Nem a kivétel és az emberi test.

baktériumokbolygónk különleges rendszerei. Elpusztítják az állatok és növények holttestének komplex szerves anyagát, ezáltal hozzájárulva a humusz kialakulásához. Kapcsolja az ásványi anyagokat a humuszba. A levegőből nitrogént asszimilálnak és gazdagítják a talajt. A baktériumok az iparban használatosak: vegyi anyagok (alkoholok, savak előállítása), az orvosi iparban (hormonok, antibiotikumok, vitaminok és enzimek előállítása céljából), élelmiszerek (fermentált tejtermékek előállításához, pácolás zöldségekhez és bor készítéséhez).

Minden protozoa  egy sejtből áll (és csak rendezett), de ez a sejt egy egész szervezet, amely független létezést eredményez.

Améba (mikroszkopikus állat)  hasonlóan egy kicsi (0,1-0,5 mm), színtelen zselatinos csomóhoz, folyamatosan változó alakjában ("ameba" jelentése "változó"). Baktériumokból, algákból és más protozoákból táplálkozik.

Ciliátok papucs  (mikroszkopikus állat, teste cipő alakú) - hosszúkás teste 0,1-0,3 mm hosszú. A lány testét lefedő csilló segítségével úszik, tompa végét előre. Baktériumok táplálkozik.

Euglena Green  - a test hosszúkás, körülbelül 0,05 mm hosszú. Mozog a flagellummal. Úgy táplálkozik, mint egy növény a fényben, és mint egy állat a sötétben.

amőbaa kicsi kisméretű tavakban, csonka aljjal (szennyezett vízzel).

Ciliátok papucs  - a tározók szennyezett vízzel rendelkező lakója.

Euglena Green  - a pocsolyákban rothadó levelek által szennyezett tavakban él.

Ciliátok papucs  - tisztítja a baktériumok tavát.

A legegyszerűbb halála után  lime betétek keletkeznek (például kréta) takarmány más állatok számára. A legegyszerűbb kórokozók különböző betegségek, köztük sok veszélyes, vezető betegek halálra.

Fogalmi rendszer

Oktatási feladatok:

1. a diákokat mutassák be az egysejtű szervezetek képviselõinek; szerkezetük, táplálkozásuk, értékük;
2. továbbra is kommunikációs készségeket hoznak létre, párban dolgoznak (csoport);
3. továbbra is képessége van: összehasonlítás, összegzés, következtetések levonása a feladatok elvégzése során (új anyagok megszilárdítása érdekében).

A lecke típusa: Új anyag tanítása.

A lecke típusa: produktív (keresés), az IKT használatával.

Módszerek és technikák

• vizuális - Diavetítés ("vadon élő állatok királyságai", "baktériumok", "protozoák");
• szóbeli  - beszélgetés (beszélgetés tanulságos); poll: frontális, egyéni; az új anyag magyarázata.

Tanulási eszközök: Slideshows: baktériumok, protozoák, tankönyvek.

A lecke

I. Az osztály megszervezése (3 perc)

II. Házi feladat (1-2 perc)

III. Tudás frissítés (5-10 perc)

(A tudás aktualizálása a vadvilág Királyság rajzának bemutatásával kezdődik).

Nézzétek meg a képet, mely királyságok a képen látható szervezetek? (bemutató 16 dia 1), (baktériumok, gombák, állatok, növények).

Ábra. 1 vadon élő állatok királysága

Hány királyság a természetben? (4) (a kérdést azért kérdezik, hogy tudást szerezzen a rendszerbe, és jöjjön a diagramhoz, dia 2)

Melyek az élő szervezetek? (sejtekből)

Hány és mi lehet az élő szervezetek csoportja? (3. dia), (a cellák számától függően)

* a diákok nem nevezhetnek egy egycellás képviselőket (** valószínűleg nem neveznék a legegyszerűbbeket, mivel még nem ismerik őket).

IV. A lecke (20-25 perc)

Emlékeztek: a természet királysága; és milyen csoportokba osztják a szervezeteket (a sejtek száma szerint), tegyük fel a feltevéseket arról, hogy mi fogunk tanulni ma. (A diákok véleményüket fejezik ki, a tanár irányítja és "vezet" a témához) (4. dia).

Téma: Egysejtű szervezetek

Mit gondolsz, mi a lecke célja? (A hallgatók feltételezései, a tanár elküldi, javítja).

célkitűzés:  Bevezetés az egysejtű szervezetek szerkezetéhez

Célunk teljesítése érdekében egy "Utazás a baktériumok és protozoák földjére" (6. dia)

(A diákok önálló munkája prezentációval: "Baktériumok" ( bemutatás 2), "Legegyszerűbb" ( bemutatás 1) a tanár utasításai szerint)

(A munka megkezdése előtt a légy fizikai tárcsáját tartja, csúszik 5)

1. táblázat: Egysejtű állatok(7, 8 dia)

Név egycellás (név: protozoa, baktériumok)	Habitat (hol élnek?)	Élelmiszer (ki vagy mit eszik?)	Testméret (mm-ben)	Érték (előny, kárt)
baktériumok	mindenütt (talaj, levegő, víz stb.)	a legtöbb baktérium táplálja a szerves anyagot	kis méret; a sejteknek nincs magjuk	orvosok, javítják a talaj termékenységét, használják az élelmiszeriparban, kábítószert kapnak
A legegyszerűbb:
amőba	a tavakban	baktériumok, algák, egyéb protozoák	0,1-0,5, zselatinos csomó	más állatoknak szánt élelmiszer, az emberi és állati betegségek okozója
Ciliátok papucs	a tározókban	baktériumok	0,1-0,3; hasonlóan a cipőhöz, a testet csilló borítja	élelmiszer más állatok számára, tisztítja a baktériumok tavát
A legegyszerűbb:
Euglena Green	tavakban, pocsolyákban	Úgy táplálkozik, mint egy növény a fényben, és mint egy állat a sötétben	0,05, hosszúkás test, flagellummal	takarmány más állatok számára

Ezt a munkát követi a táblázat (és így az új anyag, amellyel a srácok találkoztak az "Utazás" alatt).

(Megbeszélés után menj vissza a célhoz, ugye?)

(A diákok ugyanúgy következtetéseket vonnak le, mint az ilyen egysejtűek ?, slide 9)

V. A lecke összefoglalása (5 perc)

Reflection kérdésekben:

• Élveztem a leckét?
• Ki kedvelte a leckét?
• Mit értettem a leckéből?

Irodalom:

1. Tankönyv: A. A. Pleshakov, N. I. Sonin. Nature. 5. fokozat - M .: Drofa, 2006.
2. Hare R. G., Rachkovskaya I.V., Stambrovskaya V.M. Biológia. Nagyszerű referencia az iskolások számára. - Minszk: "Felsőoktatás", 1999.

3.2. A szervezetek reprodukálása, jelentése. A nemi és szexuális többszörözés módszerei, hasonlósága és különbségei. A szexuális és az aszkémiás szaporodás alkalmazása az emberi gyakorlatban. A meiózis és a megtermékenyítés szerepe a kromoszómák számának állandóságában generációkban. Mesterséges megtermékenyítés növényekben és állatokban.

3.3. Ontogenesis és benne rejlő törvényei. A sejtek specializálódása, szövetek, szervek kialakulása. Az organizmusok embrionális és posztembrionális fejlődése. Életciklusok és generációk váltakozása. Az organizmusok káros fejlődésének okai.

3.5. Az öröklődés mintái, citológiai alapjuk. Mono- és hibrid átkelés. Az öröklés mintái, amelyeket G. Mendel hozott létre. A karakterek örököltsége, a génkötések megzavarása. T. Morgan törvényei. Az öröklődés kromoszómális elmélete. Genetikai padló. A nemi hovatartozások öröklődése. A genotípus teljes rendszer. A genotípus-tudás fejlesztése. Az emberi genom. Gén kölcsönhatás. A genetikai problémák megoldása. Keresztezés feltérképezése. G. Mendel törvényei és citológiai alapjuk.

3.6. A jelek változékonysága a szervezetekben: módosítás, mutáció, kombináció. A mutációk típusai és azok okai. A szervezetek változatosságának értéke és az evolúció értéke. Reakciószám

3.6.1. Változhatóság, faj és biológiai jelentősége.

3.7. A mutagének, az alkohol, a kábítószerek, a nikotin káros hatásai a sejt genetikai készülékére. A környezet védelme a mutagének által okozott szennyeződésektől. A mutagének forrásainak azonosítása a környezetben (közvetve), valamint a hatásuk lehetséges hatásainak felmérése saját testükre. Örökített emberi betegségek, azok okai, megelőzése.

3.7.1. Mutagének, mutagenezis.

3.8. Kiválasztás, feladatai és gyakorlati értéke. Oktatás N.I. Vavilova a kultúrák sokszínűségének és eredetének központjain. A homológ sorozatok törvénye örökletes változékonyságban. Új növénytípusok, állati fajták, mikroorganizmus törzsek tenyésztésének módszerei. A tenyésztés genetikájának értéke. A művelt növények és a háziállatok termesztésének biológiai alapja.

3.8.1. Genetika és szelekció.

3.8.2. A munka módjai I.V. Michurina.

3.8.3. A termesztett növények származási központjai.

3.9. Biotechnológia, sejt- és géntechnika, klónozás. A sejtelmélet szerepe a biotechnológia kialakításában és fejlődésében. A biotechnológia értéke a tenyésztés, a mezőgazdaság, a mikrobiológiai ipar fejlesztése és a bolygó génállományának megőrzése érdekében. Bizonyos biotechnológiai kutatások etikai vonatkozásai (humán klónozás, irányított genomváltozások).

3.9.1. Celluláris és géntechnikai. Biotechnológia.

A különböző organizmusok: egycellás és többsejtű; autotrófok, heterotrófok.

Egysejtes és többsejtű organizmusok

A bolygó élőlényeinek rendkívüli sokfélesége arra kényszerít bennünket, hogy különböző kritériumokat találjunk az osztályozásukhoz. Ezért ezeket sejtekként és nem sejtes életformákként említik, mivel a sejtek szinte minden ismert szervezet - növények, állatok, gombák és baktériumok szerkezetének egysége, míg a vírusok nem sejtes formák.

A testet alkotó sejtek számától és az interakció mértékétől függően egyetlen sejtes, gyarmati és többsejtű organizmusok szabadulnak fel. Annak ellenére, hogy az összes sejt morfológiailag hasonló és normális sejtfunkciókat képes ellátni (anyagcsere, homeosztázis fenntartása, fejlődés stb.), Az egysejtű organizmusok sejtjei teljesítik az egész szervezet működését. Az egysejtű sejtosztódás az egyének számának növekedését vonja maga után, életciklusuk pedig nem többcélú szakasz. Általában az egysejtű organizmusokban a szervezet sejtes és organizmus szintjei egybeesnek egymással. Az egysejtű baktériumok túlnyomó többsége, az állatok egy része (protozoa), növények (egyes algák) és gombák. Egyes taxonómák még azt is javasolják, hogy elszigeteljék az egysejtű organizmusokat egy különleges királyságba - protisták.

gyarmati  amelyekben az aszkémiás szaporodás folyamatában a lányok kapcsolatban maradnak az anyai szervezetével, és többé-kevésbé összetett társulást alkotnak - egy telepet. A multicelluláris organizmusok, például a korallpolipok településein kívül egy egysejtű organizmusok, különösen az algák Pandorin és Eudorin kolóniái is vannak. Úgy tűnik, hogy a gyarmati organizmusok köztes szerepet játszottak a multicelluláris kialakulás folyamatában.

Multicelluláris szervezetekKétségtelen, hogy magasabb szervezettséggel rendelkeznek, mint az egysejtűek, mivel testüket sejtek sokasága alkotja. A gyarmatosítással ellentétben, amely több sejtet is tartalmazhat, a multicelluláris organizmusokban a sejtek különféle funkciók ellátására specializálódnak, ami szintén tükröződik a szerkezetükben. Ennek a specializációnak az ára a sejtek vesztesége, hogy képesek önálló létezésre, és gyakran a saját fajtájuk reprodukálására. Egyetlen sejt sejtosztódása a multicelluláris organizmus növekedéséhez vezet, de nem a reprodukcióhoz. A multicelluláris organizmusok ontogenitását a megtermékenyített tojás sokféle blasztomer sejtbe történő összetörésére irányuló eljárás jellemzi, amelyből differenciált szövetek és szervek képződnek. A többsejtű organizmusok általában nagyobbak, mint egysejtűek. A testméret növekedése a felületükhöz viszonyítva hozzájárult az anyagcsere-folyamatok komplikációjához és javulásához, a belső környezet kialakulásához, és végső soron nagyobb környezeti hatásokkal szembeni ellenállóképességhez (homeosztázis). Így a multicelluláris szervezetnek számos előnye van a szervezetben, mint az egysejtű és minőségi ugrást jelent az evolúciós folyamatban. Néhány baktérium többsejtű, a legtöbb növény, állatok és gombák.

Autotrófok és heterotrófok

A táplálkozás módszere szerint az összes szervezet autotrófokra és heterotróphákra oszlik. Az autotrófok egymástól függetlenül szerves anyagokat szintetizálhatnak szervetlen anyagokból, míg a heterotrófok kizárólag előkészített szerves anyagokat használnak.

Egyes autotrofák a szerves vegyületek szintéziséhez könnyű energiát használhatnak - ezeket az organizmusokat photoautotrophoknak nevezik, képesek fotoszintézisre. A fotó autotrofok a növények és a baktériumok egy része. A chemoautotrófok, amelyek a szerves vegyületek kémiai szintézis során történő oxidációjával nyernek energiát, szorosan kapcsolódnak hozzájuk - ezek egy része baktériumok.

saprotroph  úgynevezett heterotróf organizmusok, amelyek táplálják a szerves maradványokat. Fontos szerepet játszanak a természetben előforduló anyagok forgalomban, mivel biztosítják a szerves anyagok létezésének befejezését a természetben, deorganizálják azokat. Így a szédrotrófok részt vesznek a talajképződésben, a víztisztításban stb. A szaprotrófok közé tartoznak számos gombák és baktériumok, valamint néhány növény és állat.

Vírusok - nem sejtes életformák

Vírus jellemzői

Együtt a sejt életformát is vannak, nem sejtes formában - vírusok, prionok és viroidokat. Vírusok (a latin Vira -. Poison) nevű legkisebb élőlények, képtelen mutatja jelét az élet a sejteken kívül. Létük bebizonyosodott vissza 1892 orosz tudós DI Ivanovsky, aki megállapította, hogy a betegség a dohány növények - az úgynevezett dohány mozaik - okozta szokatlan kórokozó, amely keresztülhalad a bakteriális szűrőn (3.1 ábra.), De csak 1917-ben, F . stb „Errel kiosztott első vírus -. bakteriofág vírusok tanult tudomány virológiai (lat Vir -. méreg és a görög logo -. egy szóval, a tudomány).

A mi korunkban, már ismert körülbelül 1000 vírus, amely szerint osztályozzák a tárgyakat a vereség, alakja és egyéb jellemzőit, de a legelterjedtebb a besorolás a kémiai összetétele és szerkezete a vírusok.

Ellentétben celluláris szervezeteket, vírusokat kizárólag az alábbiak szerves anyagok - elsősorban nukleinsavak és fehérjék, azonban néhány vírus is tartalmaz lipideket és szénhidrátokat.

Minden vírus hagyományosan osztva egyszerű és összetett. Egyszerű vírusok áll egy nukleinsav és egy fehérje shell - kapszid. A kapszid nem monolitikus, ez van összeállítva fehérje alegységek - kapszomerek. Az összetett vírus kapszid bevont membrán lipoprotein - sous-perkapsidom, amely szintén magában foglalja a glikoproteineket és nem-struktúrális fehérjék enzimek. A legbonyolultabb szerkezete olyan baktériumok vírusok - bakteriofágok (görög bakterion -. Coli és fagoszóma - evő), aki visszanyert a fej és a nyúlvány, vagy „tail”. A fej a bakteriofág kapszid fehérje képződik, és ebbe bezárt nukleinsavat. A farok megkülönböztetni fehérje fedél és elrejtve az üreges rúd. Az alsó része a rúd van egy speciális lemez tüskékkel és szálak, felelős a kölcsönhatás a sejtfelszíni bakteriofág.

Ellentétben sejt életét-formák, amelyben van mind a DNS és RNS vírusok jelenleg csak egy típusú nukleinsav (DNS-t vagy RNS-t), úgy, hogy azok osztva egy DNS-vírusok pox, herpes simplex, adenovírus, egyes hepatitis vírusok és bakteriofágok) és RNS-vírusok (dohány mozaik vírus, a HIV, encephalitis, kanyaró, rubeola, veszettség, influenza, és egyéb hepatitisz vírusok, bakteriofágok és mások.). Egyes DNS vírusok leírható egy egyszálú molekula, és RNS - kettős szálú.

Mivel a vírusok hiányzik sejtszervekből mozgás, a fertőzés közvetlen érintkezéssel, a vírus a sejtbe. Ez elsősorban a levegőben cseppek (influenza) az emésztőrendszeren keresztül (hepatitisz), a vér (HIV) vagy transzporter (encephalitis vírus).

Közvetlenül a cellába vírusok eshet véletlenül, a folyadék által elnyelt pinocitózis, de gyakran megelőzi azok behatolását érintkezésben van a membránnal-SP-sejtekben, amelyekben a nukleinsav a vírus vagy a vírus részecske összes a citoplazmában. A legtöbb vírus nem tud behatolni bármely gazdasejtben, és egy jól meghatározott, például hepatitis vírusok befolyásolja a máj sejtek és az influenzavírus - nyálkahártya sejtek a felső légúti, mivel képesek kölcsönhatásba lépni specifikus protein receptorok a membrán felületén kletki fogadó, amely más sejtekben hiányzik.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy a növényekben, baktériumokban és a gombasejtek erős sejtfalakat, a vírusok fertőzik ezek az organizmusok képeznek megfelelő kiigazítást a penetráció. Így, bakteriofágok kölcsönhatás után a felület „Pierce” a gazdasejt azt a rudat, és vezetjük be a citoplazmába gazdasejt nukleinsav (ábra. 3.2). A gombák a fertőzés fordul elő, főleg a sérült sejtfalak növényekben lehetséges, mivel a fent említett utat, és a virális bejutást a plazmodezmata.

Miután behatolás a cella „stripping” a vírus, azaz a veszteség a kapszid. Ami ezután történik, jellegétől függ a nukleinsav a vírus: a DNS-t tartalmazó vírusok beillesztett DNS-ének a gazdasejt genomjába (bakteriofág), és az RNS-t vagy az első szintetizált DNS, amely azután beépül a gazdasejt genomjába (HIV), vagy lehet közvetlenül fehérjeszintézis történik (influenza vírus). Lejátszási vírus nukleinsav és kapszid protein szintézis segítségével a fehérje-szintetizáló készülékkel, a sejt alapvető összetevői egy vírusos fertőzés, majd önmagával összeszerelése vírusrészecskék fordulnak elő és a hozam a sejtek. Vírusrészecskék bizonyos esetekben, hagyja el a sejt fokozatosan bimbózó belőle, míg más esetekben van egy mikro-robbanás kíséretében sejthalált.

Vírusok nemcsak gátolja a makromolekulák egy sejtben a saját, hanem kárt okozhat a sejt struktúrák, különösen a tömeges kilépés a sejtből. Ez azt eredményezi, például, egy hatalmas veszteség az ipari tejsavbaktériumok kultúrák esetében a vereség néhány bakteriofágok, immunitást rendellenességek miatt a pusztulását a HIV T4 limfociták, amelyek az egyik központi része a szervezet védekező, számos vérzés és életveszélyes fertőzés eredményeként Ebola, a sejtek regenerálódását és a kialakulása a rákos daganatok és t. d.

Annak ellenére, hogy behatolt a sejtet a vírus gyakran gyorsan elnyomja a javítási rendszer és halált, és valószínűleg még egy forgatókönyvet - aktiválja a szervezet védekező, amely kapcsolatban van a szintézis antivirális fehérjék, így az interferon és az immunglobulinok. Ebben az esetben, a vírus szaporodása megszakad, az új vírus részecskék nem képződnek, és a maradványai a vírus a sejtekből származó.

Számos vírus betegséget okoznak az emberben, az állatok és növények. A növényekben a dohány mozaik és a tulipánok, férfi - influenza, rubeola, kanyaró, AIDS, stb története himlő vírus, „spanyol nátha”, és most a HIV megölt több száz millió ember .. Azonban képes fertőzés és az ellenálló képesség növelésére, hogy a különböző kórokozók (immunitás), és így hozzájárul azok evolúciós folyamatban. Emellett a vírusok képesek „megragadni” része a genetikai információ a gazdasejt, és átadják a következő áldozat, ezáltal az úgynevezett horizontális gének átvitele, a formáció a mutációk, és végül, a kínálat az anyag a folyamat az evolúció.

Napjainkban a vírusok széles körben használják a tanulmány szerkezetének és funkciójának a genetikai apparátus, valamint a elvek és mechanizmusok végrehajtásának genetikai információ, használják őket, mint egy eszköz a géntechnológia és a biológiai védekezés egyes növényi betegségek, gombák, állatok és emberek.

AIDS és HIV-betegség

HIV (humán immunhiány vírus) fedezték fel a korai 80-es években a XX században, de a terjedési sebessége a betegség okoz, és lehetetlenné teszi a gyógyulás ezen szakaszában orvostudomány fejlődése rávenni figyelni. 2008-ban F. Barre-Sinoussi és Montagniernek L. vizsgálatban a HIV elnyerte a Nobel-díjat fiziológiai vagy orvostudományi.

HIV - komplex RNS-vírus, amely megfertőzi elsősorban T4-limfociták, koordináló a teljes immunrendszert (lásd a 3.3 ábrát.). Az RNS-enzim alkalmazásával RNS-függő DNS-polimeráz (reverz transzkriptáz) szintetizált DNS, amely genomjába integrálódott a gazdasejt, átalakul provírus és a „bőrök” végtelenségig. Ezt követően ezt a DNS-szakasz kezdődik adatokat olvassa a virális RNS-t és fehérjéket, amelyek gyűjtik a vírusrészecskék és gyakorlatilag ugyanabban az időben hagyja pusztulásra ítélt. A vírusrészecskék érinti az összes új sejtek, és vezet a csökkent immunitás.

HIV-fertőzés több szakaszból áll, a hosszú ideig tartó személy hordozója lehet a betegséget, és megfertőzni másokat, de nem számít, milyen hosszú ez az időszak, de még mindig az utolsó szakaszban, amely az úgynevezett szerzett immunhiányos szindróma, vagy az AIDS.

A betegséget jellemzi csökken, és ezután a teljes elvesztése immunitás összes patogén. A jelek az AIDS krónikus elváltozás az orális nyálkahártyát és a bőrt és gomba patogén vírusos betegségek (herpes, élesztőgombák, és így tovább. D.), súlyos tüdőgyulladás és más AIDS-szel kapcsolatos betegségek kezelésére.

A HIV szexuális úton, vérrel vagy más testfolyadék, de nem bocsátja át a kézfogás és háztartási cikkeket. Ez az első alkalom hazánkban, HIV-fertőzés összefüggésbe hozták egyre olvashatatlan ^ közösülés, különösen a homoszexuális, intravénás kábítószer-használat, fertőzött vért, a jelen időben, a járvány túllépett a magas kockázatú csoportok és gyorsan kiterjesztették más kategória a lakosság.

Az elsődleges eszközei elterjedésének megakadályozására a HIV-fertőzés tartalmazza az óvszer használata, érthetőséget a szexuális kapcsolatok és elkerülve gyógyszerek.

A vírusos betegségek terjedésének megakadályozására irányuló intézkedések

Az elsődleges eszköz a megelőzés a vírusos betegségek ember visel gézkötéssel érintkezik a beteg légúti betegségek, kézmosás gyümölcsök és zöldségek, maratás élőhely vektorok virális betegségek, oltás elleni kullancs-encephalitis, sterilizálására orvosi műszerek kórházakban és mások. Annak elkerülése érdekében, a fertőzés HIV kell hagynia az alkohol, a kábítószerek, egyetlen szexuális partner, használja a személyes védelmet, amikor a szex kapcsolatok stb.

viroidokat

Viroidák (a latin Vírusméreg és görög Eidos - forma, típus) - ez a legkisebb kórokozó a növényi megbetegedésekben, amelyek csak kis molekulatömegű RNS-t tartalmaznak.

A nukleinsav valószínűleg nem kódolja saját fehérjéit, de csak az enzimrendszerek felhasználásával reprodukálódik a gazdanövény sejtjeiben. Gyakran előfordulhat, hogy a gazdasejt DNS-jét is több darabra vágja, ezáltal a sejtet és az egész növényt halálra redukálja. Így néhány évvel ezelőtt a viroidák millió kókuszpálmát öltek meg a Fülöp-szigeteken.

prionok

A prionok (rövidítve Proteinicus infectious and -on) fehérje jellegű, filamentum vagy kristályformájú fertőző ágensek.

Ugyanaz a fehérje összetétele a normál sejtben van, de a prionok speciális tercier struktúrával rendelkeznek. Amikor táplálékba kerülnek a szervezetbe, segítik a megfelelő "normál" fehérjéket, hogy megszerezzék a prionok megfelelő struktúráját, ami a "rendellenes" fehérjék felhalmozódásához és a normál fehérjék hiányához vezet. Természetesen ez okozza a szövetek és szervek működését, különösen a központi idegrendszer működését és a jelenleg gyógyíthatatlan betegségek kialakulását: "őrült tehénbetegség", Creutzfeldt-Jacob betegség, kuru stb.

3.2. A szervezetek reprodukálása, jelentése. A nemi és szexuális többszörözés módszerei, hasonlósága és különbségei. A szexuális és az aszkémiás szaporodás alkalmazása az emberi gyakorlatban. A meiózis és a megtermékenyítés szerepe a kromoszómák számának állandóságában generációkban. Mesterséges megtermékenyítés növényekben és állatokban.

A szervezetek reprodukálása, jelentése

Az élő szervezetek egyik alapvető tulajdonsága, hogy az organizmusok képesek saját maguk reprodukálására. Annak ellenére, hogy az élet egésze folyamatos, az egyén várható élettartama véges, így az örökletes információ átadása generációról a másikra, amikor reprodukálódik, hosszú távon biztosítja az ilyen típusú szervezet túlélését. Így a reprodukció biztosítja az élet folytonosságát és folytonosságát.

A reprodukcióra való kötelem az lesz, hogy több leszármazottot kapjanak, mint a szülői egyének, mivel nem minden leszármazotta lesz azon a fejlődési szakaszban, ahol születésükkel élhet, mivel elpusztíthatók a ragadozók, meghalhatnak a betegségek és természeti katasztrófák, áradások stb.

Szaporodás, hasonlóság és különbség a szexuális és az aszkémiás szaporodás között

A természetben két fő módja a szaporodás - ivartalan és szexuális.

Ivartalan szaporodás - ez a módszer a reprodukció, ahol nincs sem az oktatás, sem összevonása specializált ivarsejtek - ivarsejtek, ez magában csak az egyik szülő test. Középpontjában a ivartalan szaporodás mitotikus sejtosztódás.

Attól függően, hogy mennyi a szülő sejtek a szervezetben ad okot, hogy egy új, egyéni, ivartalan szaporodás oszlik tulajdonképpen ivartalan és vegetatív. Amikor ténylegesen aszexuális reprodukciós leányvállalata próbadarab alakul ki egy olyan egységes szülőszervezetet sejtek, míg a vegetatív - a sejtek egy csoportja, vagy egy teljes szerv.

A természetben talált négy fő típusa tulajdonképpen ivartalan szaporodás: bináris hasadási több hasadás sporulációja rügyező és egyszerű.

Bináris hasadási lényegében egy egyszerű osztódását szülő egysejtű szervezet, amelyben az első osztva magot, majd a citoplazmában. Ez jellemző a különböző képviselői a növény- és állatvilágban, mint például a óriásamőba és csillós egysejtűek cipő.

Többszörös Division, vagy schizogoniát megelőzi ismételt részlege a sejtmag, a citoplazmában, majd elosztottuk a megfelelő fragmensek száma. Ez a fajta aszexuális reprodukciós található egysejtű állatok - Sporozoa, például a Plasmodium falciparum.

Sok növények és gombák életciklusának kialakulásának spórák - szakosodott egysejtű szervezetek, amelyek tápanyagellátás, és borított sűrű védőbevonatot képez. A spórák terjednek a szél és a víz, és a kedvező körülmények csírázni, előidéző ​​egy új többsejtű szervezetben.

Egy tipikus példa a bimbózó, mint fajták ivartalan szaporodás valójában sarjadzó élesztő, ahol az anya sejtfelszíni után elosztjuk a mag van egy kis kiemelkedés mozgatjuk egyik magok, majd új kissejtes otshnurovyvaetsya. Így megmarad a képessége az anya cella további részlegbe, míg a fajok száma gyorsan növekszik.

A növényi reprodukciót bimbózó, töredezettség, poli-embrió stb. Formájában lehet végrehajtani. A bimbózás során a hidra a testfal kiemelkedését képezi, amely fokozatosan növekszik a méretben, és a csápokkal körülvett orális nyílás az elején megtörik. Ez egy kis hidrát képződik, amelyet az anyai organizmus választ el. A budding számos korallpolip és annelid esetében is jellemző.

A fragmentációhoz a test két vagy több részre történő felosztása társul, és mindegyikből teljes körű egyének jönnek létre (medúza, anemones, flat and annelids, echinoderms).

Polimembriónia esetén az embrió, beleértve a trágyázás eredményét, több embrióra oszlik. Ez a jelenség rendszerint armadillosokban fordul elő, de az emberekben ugyanazon ikrek esetén is előfordulhat.

A növények vegetatív reprodukciójára a legfejlettebb kapacitás, ahol az új organizmus kezdete gumókat, izzókat, rizómákat, gyökeres hajtásokat, bajuszokat és még fészekrügyeket is termelhet.

A szexuális reprodukcióhoz csak egy szülőre van szükség, ami időt és energiát takarít meg ahhoz, hogy szexuális partnert kereshessen. Ezenkívül az anyai organizmus minden egyes fragmenséből új egyedek jelentkezhetnek, amely szintén a reprodukcióra fordított anyag és energia gazdasága. Az aszkémiás szaporodás sebessége is igen magas, például a baktériumok képesek 20-30 percenként megosztani, rendkívül gyorsan növelve számukat. Ezzel a reprodukciós módszerrel genetikailag azonos leszármazottak - klónok alakulnak ki, amelyek előnyöknek tekinthetők, feltéve, hogy a környezeti feltételek állandóak.

Azonban mivel a genetikai variabilitás egyedüli forrása a véletlenszerű mutációk, a leszármazottak változatosságának szinte teljes hiánya csökkenti az új környezeti körülményekhez való alkalmazkodóképességüket a település során, és ennek következtében sokkal nagyobb mennyiségben halnak meg, mint a szexuális reprodukció során.

Szexuális reprodukció  - olyan reprodukciós módszer, amelyben a csírasejtek vagy ivarsejtek kialakulása és fúziója egyetlen sejtbe, a zigótába kerül, amelyből az új szervezet fejlődik.

Ha a szexuális reprodukció során a diploid kromoszómákkal rendelkező szomatikus sejtek (emberekben 2n = 46) egyesítettek, akkor a második generációban a tetraploid készlet az új organizmus sejtjeiben (emberben 4n = 92), a harmadik oktaploidban stb. .

Az eukarióta sejtek méretei azonban nem végtelenek, 10-100 mikronon belül ingadozhatnak, mivel kisebb cellaméretekkel nem tartalmazzák a létfontosságú tevékenységükhöz szükséges anyagok és struktúrák teljes skáláját, és nagyobb méretűek a sejtek oxigénnel és szén-dioxiddal való egyenletes ellátását víz és egyéb szükséges anyagok. Ennek megfelelően a sejtmag nagysága, amelyben a kromoszómák találhatók, nem haladhatja meg a sejt térfogatának 1 / 5-1 / 10-ét, és ha ezek a feltételek megsértik, akkor a sejt már nem létezhet. Ezért a szexuális reprodukció a kromoszómák számának előzetes csökkenését igényli, amelyet a megtermékenyítés során helyreállítanak, amit a meiotikus sejtosztódás biztosít.

A kromoszómák számának csökkenését szintén szigorúan el kell rendelni és egyenértékűnek kell lennie, mivel ha az új szervezet nem rendelkezik teljes páros kromoszómával a teljes normális mennyiséggel, akkor vagy nem lesz életképes, vagy súlyos betegségek kialakulásához vezet.

Így a meiózis csökkenti a kromoszómák számát, ami a megtermékenyítés során visszaáll, fenntartva a kariotípus általános állandóságát.

A szexuális reprodukció bizonyos formái a partenogenezis és konjugáció. A partenogenezis vagy a virginális fejlődés során új organizmus alakul ki nem fertőzött tojásból, például daphnia, méhek és néhány szikla gyík. Néha ezt a folyamatot ösztönzi a sperma más fajból történő bevezetése.

A konjugáció folyamatában, amely tipikus például a ciliates esetében, az egyének az örökletes információ fragmentumát cserélik, majd nemexexuálisan szaporodnak. Szigorúan a konjugáció szexuális folyamat, nem példája a szexuális reprodukciónak.

A szexuális reprodukció megléte legalább kétféle csíritest termelődést igényel: férfi és nőstény. Az állati szervezeteket, amelyekben a hím és a nőstény csírasejteket különböző egyének termelik, nevezik   kétlaki,  míg azok, amelyek képesek mindkét ivarsejt termelésére -   hermafroditák.  A hermafroditizmus sok lapos és annelid, a haslábúakra jellemző.

Olyan növények, amelyekben hím és nő virágok vagy más, nemi szervekkel ellentétben különböző egyedek vannak   kétlaki,  és mindkét fajta virág egyszerre -   egylaki.

A szexuális reprodukció biztosítja az utódok genetikai sokféleségének kialakulását, amely a meiózison alapul és a szülői gének rekombinációján alapszik. A legeredményesebb gének kombinációja biztosítja a leszármazottaknak az élőhelyhez való jobb alkalmazkodását, azok túlélését és nagyobb valószínűségét, hogy örökletes adataikat továbbadják a jövő generációinak. Ez a folyamat megváltoztatja az organizmusok jellemzőit és tulajdonságait, végső soron új fajok kialakulását az evolúciós természetes szelekció folyamatában.

Ugyanakkor az anyagot és az energiát nem hatékonyan használják a szexuális reprodukció során, mivel a szervezeteknek gyakran több száz gamétát kell termelniük, de csak néhányat használnak a megtermékenyítés során. Ezenkívül energiát kell költeni, és más feltételeket kell biztosítani. Például a növények virágokat képeznek és nektárt termelnek, hogy vonzzák az állatokat, amelyek pollenet más virágok női részébe hordanak, és az állatok sok időt és energiát töltenek a házastársak keresésére és a udvarlásra. Ezután sok energiát kell fordítanod az utódok gondozására, mert a szexuális reprodukció során a leszármazottak gyakran olyan kicsiek, hogy sokan meghalnak a ragadozókból, az éhezésből vagy egyszerűen a kedvezőtlen körülmények miatt. Ennek következtében az aszkémiás szaporítással az energiaköltségek sokkal kisebbek. Mindazonáltal a szexuális reprodukciónak legalább egy felbecsülhetetlen előnye van - az utódok genetikai változatossága.

A szexuális és szexuális szaporodást széles körben használják az ember a mezőgazdaságban, a díszállattartásban, a növénytermesztésben és az új növény- és állatfajta-tenyésztési területeken, a gazdaságilag értékes tulajdonságok megőrzésében, valamint az egyének számának gyors növekedésében.

Amikor a növények nemi reprodukciója, a hagyományos módszerekkel - levágással, átoltással és reprodukálással, a szövettenyészet használatához kapcsolódó modern módszerek fokozatosan vezető szerepet töltenek be. Ezzel egyidejűleg az új növényeket az anya növény (sejtek vagy szövetdarabok) apró töredékeiből nyerik, amelyeket tápközegben termesztenek, amely tartalmazza az összes növényi tápanyagot és hormonokat. Ezek a módszerek lehetővé teszik nemcsak az olyan értékes tulajdonságokkal rendelkező növényfajták gyors propagálását, mint például a levélcsavaró vírusok ellenálló burgonya, hanem olyan szervezetek is, amelyek nem fertőzöttek a vírusok és más növényi megbetegedések kórokozói által. A szövetkultúra az úgynevezett transzgenikus vagy genetikailag módosított organizmusok termelésének alapja, valamint a növényi szomatikus sejtek hibridizációja, melyeket más eszközökkel nem lehet átkelni.

A különböző fajtájú növények közötti átjutás lehetővé teszi új, gazdaságilag értékes tulajdonságokkal bíró organizmusok megszerzését. Ehhez ugyanazon vagy más fajhoz tartozó, vagy akár nemzetségbe tartozó pollinázó növényeket használnak. Ezt a jelenséget nevezik   távoli hibridizáció.

Mivel a magasabb állatok nem rendelkeznek abszeszkedő természetes reprodukcióval, a szaporodásuk fő módja a szexuális. Ebből a célból egy faj (fajta) és interspecifikus hibridizáció egyének átlépését alkalmazzák, és olyan jól ismert hibrideket nyerünk, mint egy öszvér és egy öszvér, attól függően, hogy mely fajok voltak anyai-szamár és ló. Az interspecifikus hibridek azonban gyakran sterilek, vagyis nem tudnak utódokat termelni, így minden alkalommal, amikor újra kell tenyészteni őket.

A mesterséges partenogenezist állatok tenyésztésére is felhasználják. A kiemelkedő orosz genetikus, B. L. Astaurov, a hőmérséklet növelésével a selyemhernyó nőstények nagyobb hozamát eredményezte, akik a hímeknél vékonyabb és értékesebb szálat kavargattak.

A klónozás szexuális reprodukciónak tekinthető, mivel a szomatikus sejt magját használja, amely egy megtermékenyített tojássejtbe vezet be, egy halott maggal. A fejlődő szervezetnek másolatnak vagy egy már létező szervezet klónjának kell lennie.

A virágzó növények és a gerincesek trágyázása

termékenyítés  - Ez a folyamat a hím és a női csírasejtek egyesítésével zigóták kialakulásával.

A trágyázás folyamán a férfi és a női ivarsejtek első felismerése és fizikai érintkezése megtörténik, majd citoplazmaik fúziója és csak az utolsó szakaszban az örökletes anyag integrálása. A trágyázás lehetővé teszi a kromoszómák diploid kromoszómájának visszaállítását, amelyet a csírasejtek képződésének folyamatában csökkent.

Leggyakrabban a természetben a megtermékenyítés egy másik szervezet férfi szexsejtjein következik be, de számos esetben lehetséges a saját spermiumok behatolása -   önmegtermékenyitésre.  Evolúciós szempontból az öntermékenyítés kevésbé előnyös, mivel ebben az esetben a gének új kombinációinak valószínűsége minimális. Ezért még a legtöbb hermafroditikus szervezetben is előfordul a keresztezés. Ez a folyamat mind a növények, mind az állatok vonatkozásában rejlik, ám természetesen a fent említett organizmusoknak számos különbsége van.

Tehát a virágzó növényeknél a műtrágyázás megelőzi   beporzás  - virágpor-tartalmú csírasejtek - spermiumok - átvitelére a pistil stigmájára. Ott nő, és egy pollencsövet képez, és két sperma mozog rajta. Az embriózsák elérésekor egy spermium egyesül a tojássejtekkel, hogy zigótákat állítson elő, a másik pedig a központi sejtet (2n), ami másodlagos endosperm szöveti tárolását eredményezi. Ez a megtermékenyítési módszer kapott nevet   kettős megtermékenyítés  (3.4 ábra).

Állatoknál, különösen a gerinceseknél a megtermékenyítést az ivarsejtek konvergenciája előzi meg, vagy megtermékenyítés.  A megtermékenyítés sikerét megkönnyíti a hím és a nőstény csírasejtek kiválasztásának szinkronizálása, valamint a speciális kémiai anyagok petefészek általi felszabadulása annak érdekében, hogy megkönnyítsék a spermiumok helyét az űrben.

A művelt növények és a háziállatok tenyésztése során az emberi erőfeszítések elsősorban a gazdaságilag értékes tulajdonságok megőrzését és sokszorozódását célozzák, miközben ezeknek a szervezeteknek a környezeti feltételekkel és életképességgel szembeni ellenállása általában csökken. Ráadásul a szójabab és sok más művelt növény önmagát beporzó, ezért az emberi beavatkozás szükséges az új fajták megszerzéséhez. Nehézségek fordulhatnak elő magának a trágyázási folyamatnak is, mivel egyes növények és állatok steril génje lehet.

A tenyésztési célú növényeknél,   mesterséges beporzás amelyhez a pelyheket eltávolítják a virágokból, majd a többi virágból származó pollent a pisztolyok stigmáira alkalmazzák, és a pollinált virágokat szigetelő sapkákkal borítják, hogy elkerüljék a többi növény beporlasztását. Bizonyos esetekben mesterséges beporzást hajtanak végre a termés növelése érdekében, mivel a magok és gyümölcsök nem fejlődnek ki a nem beporzódó virágok petefészkéből. Ezt a technikát korábban napraforgó növényeknél gyakorolták.

A távoli hibridizációval, különösen akkor, ha a növények a kromoszómák számában különböznek egymástól, a természetes megtermékenyítés vagy teljesen lehetetlen, vagy már az első sejtosztódásban, a kromoszóma nézeteltérés megsértése történik, és a test meghal. Ebben az esetben, a trágyázást végzünk in vitro és in korai osztódó sejteket, kolhicinnel - az ózonréteget lebontó anyagokról osztály orsó, a kromoszómák által szórt sejtek, majd létrehozott egy új mag kettős kromoszómák számának, majd elosztjuk az ilyen problémák nem merülnek fel. Így jött létre G. D. Karpechenko ritka káposzta hibridje és a búza és rozs magas hozamú hibridje.

Az állattenyésztés legfőbb típusai még inkább megakadályozzák a megtermékenyítést, mint a növények, ami arra kényszeríti az embereket, hogy drasztikus intézkedéseket hozzanak. A mesterséges megtermékenyítést elsősorban az értékes fajták tenyésztésében használják, amikor a termelőktől annyi utódot kell elérni, amennyit csak lehetséges. Ezekben az esetekben a szeminális folyadékot összegyűjtjük, vízzel összekeverjük, ampullákba helyezzük, és szükség esetén injektáljuk a női reproduktív traktusba. A halban mesterséges megtermékenyítéssel rendelkező halgazdaságokban a tejből származó hímivarú spermákat speciális tartályokban kaviárral keverik. Különleges ketrecekben termesztett fiatalok, majd természetes tartályokba bocsátva és helyreállítja a lakosságot, például a Kaszpi-tenger és a Don kagylóját.

Így a mesterséges megtermékenyítés az embert szolgálja az új, nagy termelékenységű növények és állati fajták megszerzéséhez, valamint termelékenységük növeléséhez és a természetes populációk helyreállításához.

Külső és belső fertilizáció

Az állatokban külső és belső megtermékenyítés áll fenn. a   külső trágyázásnői és férfi csíra sejteket hoznak létre, ahol a fúzió folyamata, például gyűrűs férgek, kéthéjú puhatestűek, koplalás, a legtöbb hal és sok kétéltűek esetében történik. Annak ellenére, hogy nem igényli a tenyésztő egyének konvergenciáját, a mozgó állatokban nem csak a konvergencia lehetséges, hanem a felhalmozódás is, mint a halszaporítás során.

Belső fertilizáció  a nemi genitális termékeknek a női nemi szervekben történő bevezetésével, és a már megtermékenyített tojás kiválasztásával. Gyakran sűrű membránjai vannak, amelyek megakadályozzák a károsodást és a következő sperma behatolását. A belső megtermékenyítés a szárazföldi állatok túlnyomó többségére jellemző, például lapos és kerek férgek, ízeltlábúak és csigák, hüllők, madarak és emlősök, valamint számos kétéltűek. Néhány vízi állaton is megtalálható, beleértve a lábasfejű pálcákat és a porcokat.

Van egy köztes típusú megtermékenyítés -   külső-belső,  amelyben a női befogja a nemi termékeket, amelyeket a hím bármely szubsztrátumon hagyott el, mint ahogy az egyes ízeltlábúak és farkú kétéltűek esetében előfordul. A külső és belső műtrágyázás átmeneti jellegűnek tekinthető a külsőtől a belsőig.

Mind a külső, mind a belső megtermékenyítésnek előnyei és hátrányai vannak. Így a külső megtermékenyítés során a csírasejtek vízbe vagy levegőbe kerülnek, aminek eredményeképpen a túlnyomó többség meghal. Azonban ez a fajta megtermékenyülés biztosítja a szexuális reprodukciót ilyen csatolt és lassan mozgó állatokban, mint a kagyló és a kopoltyú. A belső megtermékenyítés esetében az ivarsejtek elvesztése minden bizonnyal sokkal kisebb, az anyagot és az energiát pedig partnerkeresésre fordítják, és a született leszármazottak gyakran túl kicsiek és gyengék, és hosszú szülői gondozást igényelnek.

3.3. Ontogenesis és benne rejlő törvényei. A sejtek specializálódása, szövetek, szervek kialakulása. Az organizmusok embrionális és posztembrionális fejlődése. Életciklusok és generációk váltakozása. Az organizmusok káros fejlődésének okai.

Ontogenesis és benne rejlő törvényei

egyedfejlődés  (görögül   Ontos  - lenni és   keletkezés  - előfordulás, eredet) a szervezet egyedi fejlődésének folyamata születésről halálra. Ezt a kifejezést 1866-ban hozta fel E. Haeckel német tudós (1834-1919).

A tojás spermasejtjeinek megtermékenyítéséből származó zigóta kialakulását szervezettségnek tekintik, habár a parthenogenezis során önmagában nem keletkezik zigóta. Az ontogenezis folyamatában a fejlődő organizmusok részének növekedése, differenciálódása és integrálása történik. különbségtétel  (lat.   állapot  - különbség) a homogén szövetek és szervek közötti különbségek előfordulási folyamata, az egyének fejlődése során bekövetkező változások, ami speciális szövetek és szervek kialakulásához vezet.

Az ontogenezis mintái tanulmány tárgyát képezik   embriológia  (görögül   embrió  - embrió és   logók  - egy szó, tudomány). Jelentősen hozzájárultak annak fejlődéséhez az orosz tudósok, K. Baer (1792-1876), akik felfedezték az emlős állatot, és embriológiai bizonyítékokat állítottak fel a gerinces állatok osztályozására, A. O. Kovalevsky (1849-1901) és I. I. Mechnikov (1845-1916) ) - a csíravonal-elmélet és az összehasonlító embriológia alapítói, valamint A.N. Severtsov (1866-1936), akik az ontogenezis bármely szakaszában új jelek kialakulásának elméletét állították elő.

Az egyéni fejlődés csak a multicelluláris organizmusokra jellemző, mivel az egysejtű növekedés és fejlődés egyetlen sejtszintjén végződik, és a differenciálódás teljesen hiányzik. Az ontogenezis folyamatát olyan genetikai programok határozzák meg, amelyek az evolúció folyamatában gyökereznek, vagyis az ontogenezis egy adott faj történelmi fejlődésének vagy filogenezisének rövid ismétlése.

Annak ellenére, hogy az egyéni fejlődés során az egyes géncsoportok elkerülhetetlen váltakozása válik szükségessé, a test minden változása fokozatosan történik, és nem sérti annak integritását, de az egyes korábbi szakaszok eseményei jelentős hatást gyakorolnak a fejlődés következő szakaszaira. Tehát a fejlesztési folyamatokban bekövetkező zavarok az ontogenezis folyamat bármely szakaszában történő megszakításához vezethetnek, ahogyan gyakran az embriók esetében (az úgynevezett vetélések).

Így a cselekvés térének és idejének egysége jellemző az ontogenezis folyamatára, mivel elválaszthatatlanul kapcsolódik az egyén testéhez, és egyirányúan folytatódik.

Az állatok fetális és posztembrionális fejlődése

Az ontogén időszakai

Az ontogenezis több periódusa van, de leggyakrabban az állatok ontogenitása, az embrionális és a posztembrionális periódusok megkülönböztethetők.

Embrionális időszak  A tenyésztés folyamán a zygóta kialakulásával kezdődik, és véget ér a szervezet születésével vagy a csírázó (tojás) membránok felszabadításával.

Postembryonic időszak  a születéstől kezdve a szervezet haláláig tart. Néha titokban és   proembryonic időszakban  vagy   progenez,  amelyek magukban foglalják a gametogenezist és a trágyázást.

Embrionális fejlődés,  vagy embriogenezis, az állatokban és az emberekben több szakaszra oszlik:   zúzódás, gasztruláció, hisztogenezis és organogenezis,  és szintén   differenciált embrió időszaka.

zúzó  - ez a zygóták mitotikus osztódása kisebb és kisebb sejtekbe - a blasztomerbe (3.5 ábra). Először két sejt keletkezik, majd négy, nyolc stb. A sejtméret csökkenése elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy különböző okokból nincs a Gj-periódus a sejtciklus interphase-ében, amelyben a lány sejtek méretének növekednie kell. Ez a folyamat hasonló a jég felosztásához, azonban nem kaotikus, hanem szigorúan elrendelt. Például emberekben ez a fragmentáció kétoldalú, azaz kétoldalas szimmetrikus. A zúzás és a későbbi sejtes divergencia következtében   blasztula  - egyrétegű multicelluláris csíra, amely üreges golyó, amelynek falát blasztomer sejtek alkotják, és a belsejében lévő üreg folyadékkal van töltve, és blasztociszta ürege.

gasztruláció  hívják a két- vagy háromrétegű csíraképződés folyamatát -   gasztrula(görögül   Gaster  - gyomor), amely közvetlenül a blastula kialakulása után következik be. A gastrulációt a sejtek és csoportjaik egymáshoz viszonyított mozgásával hajtják végre, például a blastula egyik falának megnyomásával. Két vagy három sejtréteg mellett a gasztrulának van egy elsődleges száj-   blastopore.

A gasztrulák sejtrétegeit hívják   germinális levelek.  Három csíra-réteg van: az ektoderma, a mesoderm és az endoderm.   ektoderma  (görögül   ektos  - kívül, kívül és   irha  - bőr) a külső csíra réteg,   mesoderma  (görögül   Mezos  - közepes, közbenső) - közepes, és   entoderm  (görögül   Entos  - belül) - belső.

Annak ellenére, hogy a fejlődő szervezet összes sejtje egyetlen sejtből származik - zigóták - és ugyanazokat a géneket tartalmazzák, azaz a klónok, mivel azok a mitotikus osztódás eredményeképpen keletkeznek, a gasztruláció folyamatát sejtek differenciálódása kísérte. A differenciálódás az embrió különböző részeiben lévő gének csoportjainak váltásából és új fehérjék szintéziséből adódik, amelyek a jövőben meghatározzák a sejt sajátos funkcióit, és nyomot hagynak annak szerkezetére.

A sejtek specializálódása hagy nyomot és más sejtek szomszédságát, valamint a hormonokat. Például, ha egy olyan fragmentumot, amelyből egy akkut egy béka embrióból fejlődnek át, átültetik a másikba, ez az idegrendszer bimbójának kialakulását okozza rossz helyen, és kettős embrió kezd kialakulni. Ezt a jelenséget nevezik   embrionális indukció.

hisztogenezisében  az úgynevezett érett szövetek kialakulásának folyamatát, amely a felnőtt szervezetben rejlik, és   organogenesis  - a szervek kialakulásának folyamata.

Alatt histo- és organogenezis ektodermális hám a bőr képződött és származékai (a haj, köröm, karom, toll), a hám a szájüreg és a fogzománcot, a végbél, idegrendszer, érzékszervek, a kopoltyú és mások. Származékok bél endoderma és a kapcsolódó a mirigyek (máj és hasnyálmirigy), valamint a tüdő. A mesoderm a kötőszövet minden típusához vezet, beleértve a váz csont- és porcszöveteit, a vázizmok izomszövetét, a keringési rendszert, számos endokrin mirigyet stb.

A neurális csőnek a chordátumok embriójának dorzális oldalán történő elhelyezése szimbolizálja a fejlődés másik közbenső szakaszának kezdetét -   neurula  (Novolat.   neurula,  csökkenteni, a görög.   neuron  - ideg). Ezt a folyamatot egy axiális szervek komplexének, például a notochordnak a létrehozásával is kísérik.

Az organogenezis áramlását követően kezdődik egy időszak   differenciált csíra  melyet a szervezet sejtjeinek specializálódása és a gyors növekedés jellemez.

Számos állat esetében embrionális membránok és más ideiglenes szervek jelennek meg az embrionális fejlődés folyamatában, amelyek nem hasznosak a későbbi fejlődésben, például a placentában, a köldökzsinórban stb.

Reproduktív képességük szerint az állatok posztembrionális fejlődése pre-reproduktív (fiatalkori), reproduktív és poszt-reproduktív periódusokra oszlik.

Fiatalkorúak  a születéstől a pubertásig folytatódik, a test intenzív növekedése és fejlődése jellemzi.

A szervezet növekedése a sejtek számának növekedésével és a méretük növekedésével magyarázható. A növekedésnek két fő típusa van: korlátozott és korlátlan. keskeny,  vagy   zárt magasságban  csak bizonyos életszakaszokban fordul elő, főleg a pubertás előtt. A legtöbb állatra jellemző. Például egy személy leginkább 13-15 évig növekszik, bár a test végső formája 25 évig tart.   korlátlan,  vagy   nyílt növekedés folytatódik az egyén életében, mint a növények és halak. Rendszeres és nem időszakos növekedés is van.

A növekedési folyamatokat az endokrin vagy hormonális rendszer szabályozza: emberekben a test lineáris dimenzióinak növekedését elősegíti a szomatotrop hormon felszabadulása, míg a gonadotrop hormonok nagymértékben elnyomják. A rovarok hasonló mechanizmusokat fedeznek fel, amelyekben speciális juvenilis hormon és molt hormon van.

A virágzó növényeknél az embrionális fejlődés a kettős műtrágyázás után folytatódik, amelyben egy spermium megtermékenyíti a tojássejtet, a második pedig a központi sejtet. A zigótából egy embrió alakul ki, amely egy sor megosztottságon megy keresztül. Az első részosztály után az embrió egyetlen sejtből alakul ki, és a másodikból létrejönnek a medálok, amelyeken keresztül táplálékokat szállítanak az embrióhoz. A központi sejt létrehozza a triploid endospermot, amely tápanyagokat tartalmaz az embrió kifejlődéséhez (3.7 ábra).

A vetőmag növények embrionális és posztembrionális fejlődését időben gyakran elválasztják, mivel bizonyos feltételeket igényelnek a csírázáshoz. A posztembrionális időszak növényekben vegetatív, generatív időszakokra és öregedésre oszlik. A vegetatív periódusban növekszik a növényi biomassza, a generatívban pedig képesek szexuális reprodukcióra (virágzó és gyümölcstermesztésű vetőmagban), míg az idő előrehaladtával elveszik a reprodukciós képességet.

Életciklusok és generációk váltakozása

Az újonnan alakult szervezetek nem kapják meg azonnal saját fajuk reprodukálhatóságát.

Életciklus  - a zigótáktól kezdve a fejlődési szakaszok halmaza, miután áthaladt, amelyen keresztül a test elérte az érettséget és megszerzi a reprodukálhatóságot.

Az életciklusban a fejlődési szakaszok váltakoznak a haploid és diploid kromoszómakészletekkel, míg a magasabb növények és állatok uralják a diploid készletet, és az alsóbbek - fordítva.

Az életciklusok egyszerűek és összetettek lehetnek. Az egyszerű életciklussal ellentétben, a komplex szexuális reprodukcióban a parthenogenetikus és az asexuális alternatívaként váltakozik. Például, a nyár folyamán nemi generációkat adó daphnia rákok szaporodnak szexuálisan ősszel. Néhány gomba különösen összetett életciklusa. Számos állat esetében szexuális és asexuális nemzedékek váltakozása rendszerint történik, és ez az életciklus nevezik   helyes.  Jellemzője például számos medúza.

Az életciklus időtartamát az év során kialakuló generációk száma határozza meg, vagy azon évek számát, amelyek alatt a szervezet fejlődik. Például a növények évesek és évelők.

Az életciklusok ismerete szükséges a genetikai analízishez, hiszen a haploid és diploid állapotokban a gének hatását különféleképpen derítik ki: az első esetben minden gén megnyilvánulásának nagy lehetőségei vannak, míg a másodikban nem találnak géneket.

Az organizmusok káros fejlődésének okai

A szervezetben nem fordul elő azonnal az önszabályozás és a környezet káros hatásainak elviselése. Az embrionális és posztembrionális fejlődés során, amikor a szervezet számos védelmi rendszere még nem alakult ki, a szervezetek általában kiszolgáltatottak a káros tényezők hatására. Ezért állatokon és növényeknél az embriót különleges kagylók védik vagy az anyai szervezet maga. Vagy különleges tápláló szövetekkel szállítjuk, vagy tápanyagokat kapunk közvetlenül az anya testétől. Mindazonáltal a külső környezetben bekövetkező változás felgyorsíthatja vagy lelassíthatja az embrió fejlődését, és akár különböző zavarok előfordulását is okozhatja.

Az embrionális fejlődési rendellenességeket okozó tényezőket nevezik   teratogén,  vagy teratogén.  E tényezők természetétől függően fizikai, kémiai és biológiai hatásúak.

K   fizikai tényezők  elsősorban az ionizáló sugárzást, ami számos, a magzatba tartozó mutációt vált ki, ami összeegyeztethetetlen az életével.

vegyi  A teratogének nehézfémek, benzopirén által kibocsátott autók és ipari üzemek, fenolok, számos gyógyszer, alkohol, kábítószer és nikotin.

Az emberi embrió kifejlődésére különösen káros hatással van a szülők alkoholt, drogokat, dohányzást, mivel az alkohol és a nikotin gátolják a sejtes légzést. Az embrió oxigénhiányos elégtelensége azt eredményezi, hogy a formázó szervekben kisebb számú sejt keletkezik, és a szervek kevésbé fejlettek. Az idegszövet különösen érzékeny az oxigén hiányára. A jövőbeli anya alkoholfogyasztása, kábítószer-fogyasztása, dohányzás, kábítószer-visszaélés gyakran visszafordíthatatlan károkat okoz az embrióban, és ennek következtében született gyermekek, akiknek szellemi fogyatékossága vagy veleszületett deformitása van.

3.4. Genetika, feladatai. Örökség és változékonyság - a szervezetek tulajdonságai. Alapvető genetikai fogalmak.

Genetika, feladatai

A természettudomány és a sejtbiológia sikere a XVIII-XIX. Században számos kutató számára lehetővé tette, hogy feltételezzék bizonyos örökletes tényezők létezését, amelyek például örökletes betegségek kialakulását határozzák meg, de ezeket a feltételezéseket nem támasztották alá releváns bizonyítékok. Még az 1889-es X. de Vries által megfogalmazott intracelluláris pangenesis elmélete is, amely a sejtmagban bizonyos "pangensek" létezését feltételezte, meghatározva a test örökletes hajlamát, és csak a sejt típusát meghatározó protoplazmához való kilépés nem tudta megváltoztatni a helyzetet. A. Weisman "germplasm" elmélete, amely szerint az ontogenezis során szerzett tulajdonságok nem öröklődnek.

Csak a cseh kutató G. Mendel (1822-1884) művei lettek a modern genetika alapkövei. Annak ellenére azonban, hogy műveit tudományos folyóiratokban idézik, a kortársak nem figyeltek rájuk. És csak három tudós egyszerre - függetlenül az E.Chermak, K.Corrance és X. de Vries - önálló öröklési törvényeinek újra felfedezésével kényszerítette a tudományos közösséget arra, hogy forduljon a genetika eredetéhez.

genetika  - az a tudomány, amely tanulmányozza az öröklés és változat törvényeit, valamint az irányításuk módját.

A genetikai feladatok  a jelenlegi szakaszban a tanulmány a mennyiségi és minőségi jellemzői öröklődő anyag, elemzése a felépítését és működését, valamint a genotípus, dekódolás a finom szerkezete a gén, valamint eljárások génaktivitás szabályozása, a keresést gének okozó fejlesztése az emberi örökletes betegségek és módszerek azok „korrekció”, létrehozását egy új generációs gyógyszerek típusú DNS vakcinák, amelyek olyan új tulajdonságokkal rendelkező géneket és sejttechnológiákat alkalmaznak, amelyek képesek a szükségesre embereket kábítószereket és ételeket, valamint az emberi genom teljes átiratát.

Örökség és változékonyság - a szervezetek tulajdonságai

átöröklés  - az a képesség, hogy az organizmusok átadják jellemzőiket és tulajdonságaikat egy sor generációban.

változékonyság  - a szervezetek tulajdonsága, hogy új jeleket szerezzenek az élet során.

Jelek  - ezek az organizmusok morfológiai, élettani, biokémiai és más jellemzői, amelyekben egyesek különböznek egymástól, például a szem színét.   tulajdonságokaz egyes szerkezeti jellemzőkre vagy az elemi tulajdonságok csoportjára alapozott organizmusok funkcionális jellemzői nevezhetők.

A szervezetek jeleit fel lehet osztani   minőség  és   kvantitatív.  A minőségi jelek két vagy három ellentétes megnyilvánulást tartalmaznak   alternatív jelek  például a kék és a barna szemszín, míg a mennyiségi (tehénhozam, búza hozam) nincs egyértelműen kimutatható különbség.

Az örökség anyagi hordozója a DNS. Eukariótákban kétfajta öröklődést különböztetünk meg:   genotípus  és   citoplazmatikus.  A genotípusos öröklődés hordozói a sejtmagban helyezkednek el, majd külön foglalkoznak vele, miközben a citoplazmatikus öröklődés hordozói a mitokondriumok és plasztidok DNS-gyűrű molekulái. A citoplazmatikus öröklődést elsősorban a petesejten keresztül közvetítik, ezért hívják   szülő.

Kisszámú gének lokalizálódnak az emberi sejtek mitokondriumaiban, de változásuk jelentős hatással lehet a szervezet fejlődésére, például a vakság kialakulásához vagy a mobilitás fokozatos csökkenéséhez vezethet. A műanyagok ugyanolyan fontos szerepet játszanak a növény életében. Így a levél egyes területein a klorofillmentes sejtek jelen lehetnek, ami egyrészt a növénytermesztés csökkenését eredményezi, másrészt az ilyen változatos organizmusokat díszítő kertészetben értékelik. Az ilyen példányok elsősorban asexuális módon reprodukálódnak, mivel a nemi szaporodás gyakran rendes zöld növényeket termel.

Genetikai módszerek

A hibridológiai módszer vagy az átkelés módja a szülők kiválasztása és az utódok elemzése. Ugyanakkor a szervezet genotípusait a gének fenotípusos megnyilvánulásai határozzák meg a leszármazottakban, amelyeket egy adott keresztezési minta alapján nyertek. Ez a genetika legrégebbi informatív módszere, amelyet G. Mendel leginkább a statisztikai módszerrel kombinálva alkalmaz. Ez a módszer etikai okokból nem alkalmazható a humán genetikában.

A citogenetikai módszer a kariotípus vizsgálatán alapul: a test kromoszómáinak száma, alakja és mérete. Ezeknek a funkcióknak a tanulmányozása lehetővé teszi a különböző fejlődési patológiák azonosítását.

A biokémiai módszer lehetővé teszi a szervezet különböző anyagainak tartalmát, különösen feleslegét vagy hiányát, valamint számos enzim aktivitását.

A molekuláris genetikai módszerek a vizsgált DNS-szegmensek primer nukleotidszekvenciájának szerkezetét és dekódolását célozzák meg. Lehetővé teszik az örökletes betegségek génjeinek azonosítását még embriókban, apaság létrehozásában stb.

A populáció-statisztikai módszer lehetővé teszi a populáció genetikai összetételének, bizonyos gének és genotípusok gyakoriságának, a genetikai terhelésnek a meghatározását, valamint a lakosság fejlődésének kilátásait.

A tenyészetben a szomatikus sejtek hibridizációjának módja lehetővé teszi a kromoszómák bizonyos gének lokalizálását különböző organizmusok sejtjeinek fúziója során, például egy egér és egy hörcsög, egér és egy ember stb.

Alapvető genetikai fogalmak és szimbolizmus

gén  - Ez egy olyan DNS-molekula vagy kromoszóma szegmense, amely információt hordoz egy adott tulajdonságról vagy egy szervezet tulajdonságáról.

Néhány gén egyszerre befolyásolhatja a jelek megjelenését. Ezt a jelenséget nevezik   pleiotrópia.  Például az örökletes betegség arachnodactyly (pók ujjak) kialakulásáért felelős gén okozza a lencse görbülését, számos belső szerv patológiáját.

Minden gén egy szigorúan meghatározott helyet foglal el a kromoszómában -   locus.  Mivel a legtöbb eukarióta organizmus szomatikus sejtjei párosított (homológ) kromoszómákat tartalmaznak, a gén egy példánya a párosított kromoszómák egy adott vonásáért felelős. Ezeket a géneket nevezik   allél.

Az allélikus gének leggyakrabban két változatban léteznek - domináns és recesszív.   uralkodó  úgy hívják az allélt, amely nyilvánvalóvá válik függetlenül attól, hogy melyik gén egy másik kromoszómán, és gátolja a recesszív gén által kódolt tulajdonság fejlődését. A domináns allélt általában a latin ábécé nagybetűkkel (A,   B, C és  stb.) és recesszív - kisbetűs (a, ba  és mások.) -   recesszív  az allélok csak akkor jelennek meg, ha mindkét párosított kromoszómában lokális helyeket foglalnak el.

A szervezet mindkét homológ kromoszómánál ugyanazt az allélt hordozza   homozigóta  egy adott gén esetében, vagy   homozigóta (AA , aa, avb,aabb  stb.), és egy olyan szervezet, amely mindkét homológ kromoszómában különböző génváltozatokat tartalmaz - a domináns és a recesszív -   heterozigóta  egy adott gén esetében, vagy   heterozigóták (Aa, AaBb és így tovább).

Számos gén lehet három vagy több szerkezeti változat, például az ABO vércsoportokat három allél kódolja - én A , én B , én.   Ezt a jelenséget nevezik többszörös allelizmus.  Azonban még ebben az esetben is, ha egy pár kromoszóma csak egy allélt hordoz, vagyis mindhárom génváltozat egy szervezetben nem képviselhető.

genom  - a haploid kromoszómakészletre jellemző gének halmaza.

genotípus  - a kromoszómák diploidkészletére jellemző gének halmaza.

fenotípus  - a szervezet jellemzői és tulajdonságai, amelyek a genotípus és a környezet interakciójának eredménye.

Mivel az organizmusok számos tulajdonságban különböznek egymástól, öröklési mintáit csak az utódok két vagy több karakterének elemzésével lehet megállapítani. Az áthaladást, amelynél az öröklést figyelembe vesszük, és az utódok pontos kvantitatív elszámolását egy pár alternatív tulajdonságra   monohybrid,  két párban -   két-hibrid,  több jelre -   poligibridnym.

Az egyén fenotípusának megfelelően a genotípusa mindig nem mindig lehetséges, hiszen mind a domináns gén (AA), mind a heterozigóta (Aa) homozigóta szervezete a fenotípus domináns alléljának megnyilvánulása lesz. Ezért a mikroorganizmus genotípusának ellenõrzésére alkalmazzák   keresztek elemzése  - keresztezés, amelyben a domináns vonású szervezetet homozigóta keresztezi a recesszív génre. Ugyanakkor egy olyan szervezet, amely homozigóta az uralkodó gén számára, nem eredményez osztódást az utódokban, míg a heterozigóta egyedek utódaiban azonos számú, uralkodó és recesszív jellegű egyént figyeltek meg.

A keresztezési minták rögzítéséhez leggyakrabban a következő konvenciókat alkalmazzák:

P (lat.   Parenti  - szülők) - szülői szervezetek;

♀ (Vénusz alkímiai jele - tükör fogantyúval) - az anyai egyed;

♂ (a Mars alkímiai jele pajzs és lándzsás) - apa;

x a keresztezés jele;

F 1, F 2, F 3 stb. Az első, második, harmadik és következő generációk hibridjei;

F a - utód az elemző kereszteződéstől.

Az öröklődés kromoszómális elmélete

A genetika alapítója, G. Mendel, valamint a legközelebbi követői nem voltak a legcsekélyebb elképzelései az örökletes hajlamok vagy gének anyagi alapjairól. Azonban a 1902-1903 német biológus T. Boveri és amerikai diák William Sutton függetlenül azt javasolta, hogy a viselkedése kromoszómák a sejt érés és a trágyázás tudja magyarázni a felosztása a örökletes tényezők Mendel, t. E., véleményük szerint a gének a kromoszómákban kell elhelyezkedni. Ezek a feltételezések váltak az öröklődés kromoszómális elméletének sarokkövévé.

1906-ban, a brit genetikusok William Bateson és R. Penneta megsértését állapította mendeli felosztása keresztezésével édes borsó, és honfitársa L. Doncaster kísérletekben pillangó egres moly felfedezett X-kromoszómához kötött öröklődés. Az E kísérletek eredményei egyértelműen ellentmondanak mendeli, de ha figyelembe vesszük, hogy a tomuvremeni már ismert volt, hogy a számos ismert jellemzőkkel kísérleti létesítmények messze meghaladta a kromoszómák száma, és ez arra utal, hogy az egyes kromoszóma egynél több gén, és a gének egy kromoszóma közösen örökölt.

1910-ben a T. Morgan csoport kísérletei egy új kísérleti tárgyon - a Drosophila gyümölcsléin - kezdődtek. Az E kísérletek eredményei lehetővé tették, hogy a közép 20-es években a XX század megfogalmazni az alapvető rendelkezéseket a kromoszóma elmélete, az öröklődés, milyen sorrendben gének kromoszómák és a közöttük levő távolság, azaz a. E. létrehozása az első térkép a kromoszómák.

Az öröklődés kromoszóma-elméletének főbb rendelkezései:

1) A gének a kromoszómákban találhatók. Az azonos kromoszóma génjeit örökölik, vagy összekapcsolják és hívják   kuplungcsoportot.  A kapcsolódási csoportok száma számszerűen azonos a haploid kromoszómakészletekkel.

Minden gén egy szigorúan meghatározott helyet foglal el a kromoszómában - egy helyet.

A kromoszómák génjei lineárisak.

A génkapcsoló megsértése csak az átkelés következtében jelentkezik.

A kromoszómában lévő gének közötti távolság arányos a köztük lévő áthaladás százalékával.

A független örökség csak a nem homológ kromoszómák génjeire jellemző.

Modern gondolatok a génről és a genomról

. A korai 40-es években a XX században, George Beadle és E. Tatum, eredmények elemzésére genetikai tanulmányok a gomba Neurospora, arra a következtetésre jutott, hogy minden gén szabályozza a enzim szintézisének, és megfogalmazott elve „egy gén - egy enzim” .

Azonban 1961-ben F. Jacob, J.-L. Mono és A. Lvov sikerült megfejteni az E. coli gén szerkezetét, és megvizsgálni tevékenységének szabályozását. Ennek a felfedezésnek 1965-ben elnyerte az Élettani és Orvosi Nobel-díjat.

A kutatás folyamán - azon szerkezeti gének mellett, amelyek bizonyos tulajdonságok fejlődését irányítják - képesek azonosítani azokat a szabályozó elemeket, amelyek fő funkciója a más gének által kódolt tulajdonságok megnyilvánulása.

A prokarióta gén szerkezete.  A prokarioták szerkezeti génje összetett szerkezetű, mivel szabályozási régiókat és kódoló szekvenciákat tartalmaz. A szabályozási helyszínek közé tartozik a promóter, a kezelő és a terminátor (3.8.   elősegítő  nevezzük annak a génnek a részét, amelyhez az RNS polimeráz enzim kapcsolódik, ami az mRNS szintézisét biztosítja a transzkripciós folyamat alatt. C   az üzemeltető  amely a promóter és a szerkezeti szekvencia között helyezkedik el   represszor fehérje  Nem teszi lehetővé, hogy az RNS polimeráz elkezdje olvasni az örökletes információt a kódoló szekvenciából, és csak annak eltávolítása lehetővé teszi az átírás megkezdését. A represszor szerkezetét általában a kromoszóma egy másik részén elhelyezkedő szabályozó gén kódolja. Az információk leolvasása a megadott gén egy szakaszában végződik   terminátor.

Kódolási szekvencia  A strukturális gén tartalmazza a megfelelő fehérje aminosavszekvenciájával kapcsolatos információkat. A prokarióták kódoló szekvenciáját nevezzük   cistron  és a prokarióta gén kódolási és szabályozási régiói operon.  Általában a prokarióta, amely tartalmazza az E. coli-t, viszonylag kis számú gén található egy körkörös kromoszómában.

A prokarióta citoplazma tartalmazhat további kis körkörös vagy bezárt DNS-molekulákat is, amelyeket megneveznek   plazmidok.  A plazmidok képesek integrálni a kromoszómákba és átvinni az egyik sejtről a másikra. A szexuális jellemzőkkel, a patogenitással és az antibiotikumokkal szembeni rezisztenciával kapcsolatos információkat hordozhatnak.

Az eukarióta gén szerkezete.  A prokariótáktól eltérően az eukarióta géneknek nincs operonstruktúrájuk, mivel nem tartalmaznak operátort, és minden szerkezeti gént csak egy promoter és egy terminátor kísér. Emellett az eukarióták génjeiben jelentős területek ( exon) váltakozik a jelentéktelen ( intron), amelyeket teljesen átírunk az mRNS-re, majd kivágjuk az érésük folyamatában. Az intronok biológiai szerepe, hogy jelentős területeken csökkentse a mutációk valószínűségét. Az eukarióta gének szabályozása sokkal bonyolultabb, mint a prokarióták esetében.

Az emberi genom.  Minden egyes humán sejtben kb. 2 m DNS 46 kromoszómán van, szorosan kétszeres helixbe csomagolva, amely körülbelül 3,2 x 10 9 nukleotidpárból áll, ami mintegy 10 19 milliárd lehetséges egyedi kombinációt biztosít. A 20. század nyolcvanas évének végére megközelítőleg 1500 emberi gén található, azonban az összesített számuk körülbelül 100 ezerre becsülhető, mivel csak az örökletes betegségeknek van 10 000 embere, nem beszélve a sejtekben lévő különböző fehérjék számáról .

1988-ban elindult a "Human Genome" nemzetközi projekt, amely a XXI. Század kezdetén véget ért a nukleotidok szekvenciájának teljes dekódolásával. Lehetővé vált annak megértése, hogy 99,9% -nak két különböző ember hasonló nukleotidszekvenciával rendelkezik, és csak a fennmaradó 0,1% határozza meg az egyéniségünket. Összesen mintegy 30-40 ezer szerkezeti gént találtak, majd számuk 25 és 30 ezerre csökkent, ezek közül nem csak egyedülállóak, de ismételten több száz és ezer alkalommal. Mindazonáltal ezek a gének sokkal nagyobb számú fehérjét kódolnak, például több tízezer védőfehérjét - immunglobulinokat.

A genomunk 97% -a genetikai "rothadás", amely csak azért létezik, mert jól reprodukálható (az ezen helyeken átíródott RNS nem hagyja el a magot). Például génjeink között nem csak "emberi" gének vannak, hanem a Drosophila génekhez hasonló gének 60% -a, és a csimpánz génjeinek akár 99% -át is elérhetjük.

A genom dekódolásával párhuzamosan kromoszómák feltérképezésére került sor, és ennek eredményeképpen nemcsak az örökletes betegségek kialakulásáért felelős gének helyét, hanem a célzott géneket is megtalálhatják, hanem az is lehet megtalálni.

Az emberi genom dekódolása eddig nem adott közvetlen hatást, mivel egyfajta utasítást kaptunk egy ilyen összetett organizmus összeszerelésére, mint ember, de nem tudtuk meg, hogy hogyan, vagy legalábbis kijavítsuk a hibákat. Mindazonáltal a molekuláris orvostudomány korszaka már a küszöbön van, az egész világon folyamatban van az úgynevezett génpreparátumok fejlődése, amelyek az élő emberekben gátolják, eltávolítják vagy akár helyettesítik a kóros géneket, nem csak megtermékenyített tojásban.

Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy az eukarióta sejtekben a DNS nemcsak a magban, hanem a mitokondriában és a plasztidokban is megtalálható. A nukleáris genomtól eltérően a mitokondriális és plasztid gének megszervezése sok közösségben áll a prokarióta genom szervezésével. Annak ellenére, hogy ezek a szervek a sejtek örökletes információinak kevesebb mint 1% -át hordozzák, és még a saját működésükhöz szükséges fehérjéket sem kódolják, képesek jelentősen befolyásolni a test bizonyos sajátosságait. Így a chlorophytum, a borostyán és mások növények variegációja örökölte kisszámú leszármazottaikat, még akkor is, ha két varianta növényt átlépnek. Ez annak köszönhető, hogy a plastidák és a mitokondriumok leginkább a tojás citoplazmájával kerülnek át, ezért ez a öröklődés anyai, vagy cytoplazmatikus, szemben a genotipikus, amely a magban lokalizálódik.

3.5. Az öröklődés mintái, citológiai alapjuk. Mono- és hibrid átkelés. Az öröklés mintái, amelyeket G. Mendel hozott létre. A karakterek örököltsége, a génkötések megzavarása. T. Morgan törvényei. Az öröklődés kromoszómális elmélete. Genetikai padló. A nemi hovatartozások öröklődése. A genotípus teljes rendszer. A genotípus-tudás fejlesztése. Az emberi genom. Gén kölcsönhatás. A genetikai problémák megoldása. Keresztezés feltérképezése. G. Mendel törvényei és citológiai alapjuk.

Az öröklődés mintái, citológiai alapjuk

Az öröklődés kromoszómális elméletének megfelelően minden pár gént lokalizálnak egy pár homológ kromoszómában, és mindegyik kromoszóma csak egy ilyen tényezőt hordoz. Ha el tudjuk képzelni, hogy a gének pont-objektumok az egyenes kromoszómákon, akkor a homozigóta egyedeket vázlatosan írhatjuk   A || A  vagy   a || a,  míg heterozigóta - A || a. Ha a meiózis folyamán gaméták képződnek, a heterozigóta párok mindegyike a csírasejtek egyikében lesz (3.9.

Például, ha két heterozigóta egyént keresztezünk, akkor azzal a feltétellel, hogy mindössze kettő gamét alakul ki, mindössze négy lányszervezetet lehet előállítani, amelyek közül három legalább egy domináns gént hordoz   és  és csak egy lesz homozigóta a recesszív gén számára   és  vagyis az öröklődés törvényei statisztikai jellegűek (3.10 ábra).

Azokban az esetekben, ha a gének különböző kromoszómákban találhatók, akkor az ivarsejtek kialakulása során az ezen párból származó homológ kromoszómákból származó allélok eloszlása ​​teljesen függetlenül a többi pólus alléljának eloszlásától (3.11 ábra). A homológ kromoszómák véletlenszerű elrendezése az orsómérő metaforában az meiózis I. metafázisában, és ezek későbbi eltérése az anafáz I-ben különböző allél-rekombinációhoz vezet az ivarsejtekben.

Az alélok lehetséges kombinációinak számát férfi vagy női ivarsejtekben a 2 n általános képlet határozza meg, ahol n a haploid készletre jellemző kromoszómák száma. Emberekben n = 23, és a lehetséges kombinációk száma 2 23 = 8388608. Az ivarsejtek későbbi egyesítése a műtrágyázás során szintén véletlenszerű, ezért az utódokban minden egyes karakterpárnál független felosztás rögzíthető (3.11 ábra).

Azonban a jelek száma mindegyik szervezetben sokszor nagyobb, mint a kromoszómák száma, amelyek mikroszkóppal megkülönböztethetők, ezért minden kromoszómának számos tényezőt kell tartalmaznia. Ha elképzeljük, hogy egyesek heterozigóta két pár gén található homológ kromoszómák, ivarsejtek keletkeznek, azt kell figyelembe venni nemcsak a valószínűsége kialakulása az ivarsejtek az eredeti kromoszómák, de a ivarsejtek kell megváltoztatni eredményeként keresztező prophase I. meiózis kromoszómák. Következésképpen az utódokban új tulajdonságkombinációk fognak megjelenni. A Drosophila kísérletekben kapott adatok képezték az alapot   kromoszóma elmélete.

Az öröklõdés citológiai alapjainak további alapvetõ igazolását különbözõ betegségek tanulmányozásában szereztük meg. Tehát emberekben a rák egyik formája az egyik kromoszóma kis részének elvesztésével magyarázható.

G. Mendel által létrehozott öröködési minták, citológiai alapjuk (mono- és dihybrid átkelés)

A karakterek önálló örökségének alapvető törvényeit G. Mendel fedezte fel, aki sikeresen alkalmazta az új hibrid módszert kutatásában.

G. Mendel sikerét a következő tényezők biztosítják:

1. A tanulmány tárgya (borsómag), amelynek rövid termőszezonja van, egy önmagát beporzó növény, jelentős mennyiségű vetőmagot ad, és számos, jól megkülönböztethető tulajdonsággal rendelkező fajta képviseli;

2. kizárólag tiszta borsó vonalakat használva, amelyek több generáció számára nem adták fel az utódok karaktereinek felosztását;

3. koncentráció csak egy vagy két jelre;

4. a kísérlet megtervezése és világos keresztezési minták kidolgozása;

5. a kapott utód pontos mennyiségi számítása.

A tanulmányhoz G. Mendel csak hét jelet választott, alternatív (kontrasztos) megnyilvánulásokkal. Már az első kereszteződéseknél észrevette, hogy az első nemzedék utódaiban, amikor sárga és zöld magokat kereszteznek, az összes utód sárga maggal rendelkezett. Hasonló eredményeket kaptak más jelek vizsgálatakor (3.1. Táblázat). Az első generációban győzött jelek, G. Mendel hívta   domináns.  Azok közül, akik nem jelentek meg az első generációban, felhívták őket   recesszív.

Azokat a személyeket hívták, akik megosztották az utódokat   heterozigóta,  és az egyének, akik nem adtak felosztást -   homozigóta.

3.1. Táblázat

A borsó jelét, amelynek örökségét G. Mendel tanulmányozta

Jel	Manifesztációs lehetőség
	uralkodó	recesszív
Vetőmagszínezés
Seed alakja		ráncos
Gyümölcs alak (bab)		tagolt
Fetális színezék
Színes corolla virág
Virágpozíció	hónalj-	csúcs
Szár hossza		rövid

Olyan kereszteződést hívnak meg, amelyben csak egy vonás megnyilvánulását vizsgálják   monohybrid.  Ebben az esetben csak egyetlen két változat öröklődési mintázatát lehet követni, amelynek kifejlesztése egy pár allélgénekből adódik. Például a "kukorica koronájának színezése" a borsóban csak két megnyilvánulása van: vörös és fehér. Ezen organizmusok egyéb jellemzőit nem veszik figyelembe, és ezeket a számítások nem veszik figyelembe.

A monohybrid keresztezés rendszere a következő:

Két borsó növény átkelésével, amelyek közül az egyiknek sárga magja volt, és a másik zöld, G. Mendel első generációja kizárólag növényeket fogadott sárga magvakkal, függetlenül attól, hogy melyik növényt szülőnek választották, és amely az apa volt. Ugyanazokat az eredményeket kaptuk keresztben más alapokon, amelyek G. Mendel okát adták   az első generációs hibridek egységességének törvényét,  amelyet szintén hívnak Mendel első törvénye  és   az uralom törvénye.

Mendel első törvénye:

Homozigóta szülői formák átlépésekor, amelyek egy pár alternatív tulajdonságban különböznek egymástól, az első nemzedék hibridjei mind genotípusban, mind fenotípusban egységesek lesznek.

A - sárga magok; és - zöld magok.

Ha az első generáció hibridjei önpusztulnak (átlépve), akkor kiderült, hogy a 6022 magvak sárga színűek, a 2001-zöld pedig nagyjából 3: 1 aránynak felel meg. Felfedezett mintázat kapott név   felosztási törvény,  vagy   Mendel második törvénye.

Mendel második törvénye:

A heterozigóta hibridek első generációjának átlépésekor az utódok egyikének a fenotípus szerinti aránya 3: 1 lesz (a genotípus szerint 1: 2: 1).

Azonban az egyén fenotípusa szerint a genotípusa nem mindig lehetséges, mivel a domináns gén homozigóta   (AA)  így és heterozigóták   (Aa)  a domináns gén fenotípusának megnyilvánulása lesz. Ezért a keresztezéssel rendelkező szervezetek esetében alkalmazni kell   keresztek elemzése  - keresztezés, amelyben egy ismeretlen genotípusú szervezetet homozigóta keresztezünk egy recesszív génre a genotípus ellenőrzésére. Ugyanakkor a homozigóta egyének nem termelnek osztódást az utódokban a domináns gén szerint, míg a heterozigóta utódokban egyenlő számú egyed van mind domináns, mind recesszív tulajdonságokkal:

Saját kísérleteinek eredményei alapján G. Mendel azt javasolta, hogy az örökletes tényezők ne keveredjenek a hibridek kialakulásában, hanem változatlanok maradjanak. Mivel a nemzedékek közötti kapcsolatot gamémiákon keresztül végzik el, elismerte, hogy kialakulásuk során csak a párok egyik tényezője jut be az egyes gamémiákba (azaz az ivarsejtek genetikailag tisztaek), és a megtermékenyítés során a páros helyreáll. Ezeket a feltételezéseket nevezik   az ivarsejtek tisztasági szabályai.

Gamete tisztasági szabály:

A gametogenezis során az egyik pár génjeit szétválasztják, vagyis minden egyes gamete a génnek csak egy változatát hordozza.

Az organizmusok azonban sokféleképpen különböznek egymástól, ezért öröklésük mintáit csak az utódok két vagy több karakterének elemzésével lehet megállapítani. Az áthaladás, amelynél az örökséget figyelembe vesszük, és az utódok pontos számszerű elszámolása két karakterpárra vonatkozik,   két-hibrid.  Ha egy nagyobb öröklõdési tulajdonság megnyilvánulását elemezzük, akkor ez már megtörtént   poligibridnoe átkelés.

A hibrid keresztezés diagramja:

Az ivarsejtek nagyobb változatosságával nehézkes lesz a leszármazottak genotípusainak meghatározása, ezért az elemzéshez széles körben használják a Pennet-rácsot, amelyben a hím ivarsejtek vízszintesen lépnek be, és a nők vertikálisan lépnek be. A leszármazottak genotípusai oszlopokban és sorokban található gének kombinációjával határozhatók meg.

A hibrid hibrid keresztezéshez Mendel két jellemzőt választott: a magok (sárga és zöld) színe és formája (sima és ráncos). Az első generációban megfigyelték az első generáció hibridjeinek egységességi törvényét, a második generációban pedig 315 sárga, sima, 108 - zöld sima, 101 - sárga ráncos és 32 zöld ráncos. A számítás azt mutatta, hogy a hasadás közel 9: 3: 3: 1 volt, de az egyes jelek esetében az arány 3: 1 maradt (sárga - zöld, sima - ráncos). Ezt a mintát hívják a funkciók független felosztásának törvényét  vagy   Mendel harmadik törvénye.

Mendel harmadik törvénye:

Amikor homozigóta szülői formákat kereszteznek, amelyek két vagy több tulajdonságban különböznek egymástól, a második generációban ezeknek a tulajdonságoknak a független felosztása 3: 1 arányban történik (9: 3: 3: 1, ha dihybrid átkelés).

A Mendel harmadik törvénye csak az önálló öröklés eseteire vonatkozik, amikor a gének különböző pár homológ kromoszómákban találhatók. Azokban az esetekben, amikor a gének egy pár homológ kromoszómában találhatók, a kapcsolódó öröklődés mintái érvényesek. A G. Mendel által létrehozott, a karakterek önálló örökségének mintáit gyakran is gátolja a gének kölcsönhatásában.

T. Morgan törvényei: a karakterek öröklődése, a gén összekapcsolódása

Egy új szervezet a szülőktől nem génszórással, hanem teljes kromoszómákkal rendelkezik, míg a karakterek száma, és ennek megfelelően az őket meghatározó gének sokkal nagyobbak, mint a kromoszómák száma. Az öröklődés kromoszómális elméletének megfelelően az azonos kromoszómában elhelyezkedő gének öröklődnek egymáshoz. Ennek következtében hibridizált keresztezés esetén nem adnak 9: 3: 3: 1 várható elválasztást, és nem tesznek eleget Mendel harmadik törvényének. Várakozásaink szerint a gének kapcsolódása teljes, és az ilyen génekre homozigóta egyének átlépése esetén a második generációban a kiindulási fenotípusok a 3: 1 arányban jelennek meg, és az első generációs hibridek átlépésének elemzése során a hasadásnak 1: 1-nek kell lennie.

Hogy ezt a feltevést ellenőrizzük, az amerikai genetikus T. Morgan választotta Drosophila génpár, hogy ellenőrizzék a test színe (szürke - fekete) és szárny alakja (hosszú - embrionális), amelyek úgy vannak elhelyezve egy pár homológ kromoszómák. Szürke test és hosszú szárnyak dominánsak. Keresztezésével homozigóta legyek szürke test és a hosszú szárnyak és a homozigóta legyek fekete test és kezdetleges szárnya a második generációs valóban túlnyomóan szülői fenotípus arányban közel 3: 1, de volt, és kisebb mennyiségben az egyének új kombinációk vonások ( Ábra).

Ezeket az embereket hívják   rekombináns. Azonban, miután az első generációs teszt kereszt hibridek homozigóta a recesszív gének, T. Morgan találtuk, hogy 41,5% az egyének volt egy szürke test és a hosszú szárnyak, 41,5% - fekete test, és a kezdetleges szárnyak, 8,5% -, szürke és az alapul szolgáló szárnyak, és 8,5% - a fekete test és a kezdetleges szárnyak. Ő kapcsolódik hasítás kapott keresztező vonalak bekövetkező prophase I. meiózis és javasolta, hogy egységnyi közötti távolság gének kromoszómán 1% crossover később róla elnevezett térkép egység.

A gyümölcshús kísérletei során létrejött összefonódott örökség mintáit T. Morgan törvényének nevezik.

Morgan törvénye:

Az egyik kromoszómában lokalizált gének egy meghatározott helyet foglalnak el, amelyet locusnak neveznek, és egymáshoz kapcsolódóan öröklik, miközben a kapcsolás ereje fordítottan arányos a gének közötti távolsággal.

A gének kromoszómán helyezkedik el közvetlenül egymáshoz (crossover valószínűsége nagyon kicsi), az úgynevezett összefűzve teljesen, és ha köztük van még legalább egy olyan gént, vagy nem teljesen kapcsolódik, és a fogást kell törni, amikor áthaladt eredményeként a csere oldalak a homológ kromoszómák.

A gének összekapcsolásának jelenségei és az átkelés lehetővé teszi számunkra, hogy kromoszómák térképeket hozzanak létre a gén elrendezésével. A genetikai térképét a kromoszómák létre sok genetikailag jól tanulmányozott tárgyak :. Drosophila, egér, ember, kukorica, búza, borsó és egyéb genetikai térképek tanulmány lehetővé teszi, hogy összehasonlítsuk a genom szerkezete a különböző fajok a szervezetek, amelyek számára fontos a genetika és tenyésztés, valamint az evolúciós kutatások .

A padló genetikája

Paul - egy sor morfológiai és fiziológiai jellemzőit a test, amely szexuális reprodukció, amelynek lényege az, hogy megtermékenyítő, azaz fúziós hím és női ivarsejtek a zigóta, amelyből egy új szervezet alakul.

Jelek, amelyeken az egyik nem különbözik a másiktól, az elsődleges és a másodlagos részre oszlik. Az elsődleges szexuális jellemzők a nemi szervek, és minden más - a másodlagos.

Emberben a másodlagos szexuális jellemzők a testtípus, a hangzaj, az izom- vagy zsírszövet túlsúlya, a testszőrzet jelenléte az arcon, Ámen alma, emlőmirigyek. Így a nőknél a medence általában szélesebb, mint a vállak, a zsírszövet dominál, az emlőmirigyek hangsúlyosak és a hang magas. A férfiak különböznek tőlük szélesebb vállukon, az izomszövet túlsúlyán, a haj növekedésének jelenlétéről az arcon és az Ádám alján, valamint alacsony hangon. Az emberiség már régóta érdekli annak a kérdésnek a kérdése, hogy a férfi és női neműek miért alakulnak körülbelül 1: 1 arányban. Ennek magyarázatát a rovarok kariotípusainak tanulmányozásával nyertük. Kiderült, hogy egyes bugok, szöcskék és lepkék nõi egy kromoszómát jelentenek, mint a hímek. Ezzel szemben a hímek ivarsejteket termelnek, amelyek különböznek a kromoszómák számában, ezáltal előre meghatározva az utód nemét. Később azonban kiderült, hogy a legtöbb szervezet számára a kromoszómák száma férfiaknál és nőknél még mindig nem más, de az egyik nemben van egy kromoszómapár, amelyek nem felelnek meg egymásnak a méret, és az összes többi kromoszómák párban vannak.

Hasonló különbséget találtunk az emberi kariotípusban is: a férfiaknak két párosítatlan kromoszóma van. Formában ezek a kromoszómák a felosztás kezdetén hasonlítanak az X és Y latin betűkké, ezért X és Y kromoszómáknak nevezték. Férfi sperma hordozhatja az egyik ilyen kromoszómát és meghatározhatja a születendő gyermek nemét. E tekintetben az emberek és más szervezetek kromoszómái két csoportra oszthatók: autoszómák és heterokromoszómák, vagy nemi kromoszómák.

K   autosomes  a kromoszómák ugyanazok mindkét nem esetében, míg   nemi kromoszómákat  - Ezek a kromoszómák, amelyek különbözőek a különböző nemek körében, és információkat tartalmaznak a szexuális jellemzőkről. Azokban az esetekben, amikor a nem hordozza az azonos nemű kromoszómákat, például XX, azt mondják   homozigóta,  vagy   gomogameten  (ugyanazokat az ivarsejteket alkotja). A másik nem, amely különböző szexkromoszómákat (XY) tartalmaz   hemizigóták  (amely nem tartalmazza az allélikus gének teljes egyenértékét), vagy   heterogametic. Emberekben, a legtöbb emlős, Drosophila és más organizmusok gomogameten női (XX), de a férfiak - heterogametic (XY), míg a madarak gomogameten hím (ZZ, vagy XX), és a női - heterogametic (ZW, vagy XY) .

Az X kromoszóma egy nagy kromoszómaszerű, egyenetlen váll, amely több mint 1500 gént hordoz, számos mutáns alléljával, amelyek súlyos örökletes betegségeket, például hemofíliát és színvakságot okoznak. Az Y kromoszómának ezzel szemben nagyon kicsi, csak körülbelül tucat génje van, beleértve a specifikus géneket, amelyek felelősek a férfi típus kifejlődéséért.

Egy férfi kariotípusa 46-ben, XY-ban van rögzítve, és egy nő kariotípusa 46, XX.

Mivel a nemi kromoszómákkal szaporodó ivarsejteket egyenlő valószínűségű férfiakban állítják elő, a várható nemi arány az utódokban 1: 1, ami egybeesik a ténylegesen megfigyeltekkel.

A méhek különböznek más szervezetektől, mivel a nőstények megtermékenyített tojásokból, és a nem fertőzöttekből származó hímekből származnak. Nemek aránya különbözik a fent említettektől, mivel a trágyázási folyamatot a méh szabályozza, amelynek nemi szervezete tavasszal a spermiumok egész évben tárolódnak.

Számos szervezetben a nemet más módon lehet meghatározni: a műtrágyázás előtt vagy után, a környezeti feltételektől függően.

A nemi hovatartozások öröklődése

Mivel néhány gén megtalálható a nemi kromoszómákban, amelyek nem azonosak az ellenkező nemek tagjaival, az ilyen gének által kódolt karakterek örökségének jellege eltér az általánosaktól. Ezt a fajta örökséget kris-kereszt öröklésnek nevezik, mivel a férfiak öröklik az anyák vonásait, és a nők öröklik az anyák vonásait. A nemi kromoszómán található gének által meghatározott tulajdonságok nevezik   a padlóhoz kapcsolva.  A szexuális jellegű tulajdonságok példái a hemofília és színvakság recesszív jelei, amelyek főként férfiakban manifesztálódnak, mivel az Y kromoszómában nincs allélikus gének. A nők csak akkor szenvednek ilyen betegségektől, ha mind az apától, mind az anyától ilyen jeleket kaptak.

Például, ha egy anya a hemofília heterozigóta hordozója, akkor fiainak felében megsérti a véralvadást: Hn - normál véralvadást X h  - vérösszehúzhatóság (hemofília)

Az Y kromoszómában lévő génekben kódolt jeleket kizárólag a férfi vonalon keresztül továbbítják, és hívják   golandricheskimi  (membrán jelenléte a lábujjak között, a perem szélének megnövekedett hajnövekedése).

Gén kölcsönhatás

Ellenőrizze a jogszabályok független öröklés különböző helyein az elején a XX század megmutatta, hogy például éjszaka szépsége keresztezzük a növények, piros és fehér szegéllyel az első generációs hibridek hajtók festett rózsaszín, míg a második generációs vannak egyének, piros, rózsaszín és fehér virágok aránya 1: 2: 1. Ez arra késztette a kutatókat, hogy higgyék el, hogy az allélgének meghatározó befolyást gyakorolhatnak egymásra. Ezt követően azt is megállapították, hogy a nem-párhuzamos gének hozzájárulnak más gének jeleinek manifesztációjához, vagy elnyomják azokat. Ezek a megfigyelések a genotípus mint kölcsönható gének rendszerének alapjaivá váltak. Jelenleg vannak allélikus és nem-párhuzamos gének kölcsönhatásai.

Az allélgének kölcsönhatása magában foglalja a teljes és hiányos dominanciát, a kodominanciát és a túlsúlyt.   Teljes erőfölény  úgy tekintenek az allélgének összes olyan interakciójára, amelyekben heterozigóta csak domináns jellegű, például a borsóban levő mag színével és alakjával.

Nem teljes dominancia  - az ilyen típusú kölcsönhatás allélikus gének, ahol expressziója a recesszív allél, hogy kisebb vagy nagyobb mértékben csillapítja kifejezése egy domináns, mint abban az esetben a szín párta éjszaka Beauty (fehér = piros + rózsaszín) és a gyapjú a szarvasmarha.

Kodominirovaniem  hívja az allélgének ilyen típusú kölcsönhatását, amelyben mindkét allél megjelenik anélkül, hogy gyengítené egymás hatásait. A kodominancia tipikus példája az ABO rendszer vércsoportjainak öröksége (3.2. Táblázat). IV (AB) vércsoport az emberben (genotípus - I A I B).

Amint az az I., II. És III. Táblázatban látható, a vércsoportokat a teljes dominanciát követve öröklik, míg a IV (AB) csoport (genotípus - IA I B) a kodomináció esete.

superdominance  - ez egy olyan jelenség, amelyben a heterozigóta állapotban a domináns tulajdonság sokkal erősebb, mint a homozigóta állapotban; a túlsúlyosságot gyakran tenyésztésként használják, és az oknak tekinthető   heterózis  - hibrid teljesítmény jelenségei.

Az allélgének kölcsönhatásának speciális esete az ún   halálos gének amely a homozigóta állapotban a szervezet halálához vezet, leggyakrabban az embrionális időszakban. A halál oka az utódok pleiotrópos hatásainak gének egy szürke színű kabátot karakul juh, platina színű rókák és hiányzik a skálák tükörpontyból. Ha két, heterozigótikus egyént átkerülnek ezek a gének, akkor az utódok testtömegének felosztása 2: 1 lesz az utódok 1/4-es halálának következtében.

A nem-párhuzamos gének fő kölcsönhatása a komplementaritás, az episztázia és a polimerek.   komplementaritás  - ez egy olyan nem-párhuzamos gének kölcsönhatásának egyik típusa, amelyben legalább két különböző párt domináns allél jelenléte szükséges egy bizonyos tulajdonság állapotának megnyilvánulásához. Például sütőtök gömbölyű növények átlépésekor   (AAbb)   és hosszú   (AABB)  az első generációs gyümölcsök diszkók gyümölccsel rendelkező növények   (AAVb).

K   epistasis  magában foglalja a nem-párhuzamos gének kölcsönhatásának olyan jelenségét, amelyben egy nem-alléi gén elnyomja a másik tulajdonságának fejlődését. Például a csirkékben a tollazat színét egy domináns gén határozza meg, míg a másik domináns gén gátolja a színfejlődést, ami azt eredményezi, hogy a legtöbb csirke fehér tollazatú.

polimerek  amelyet a nem-párhuzamos gének ugyanolyan hatással bírnak a vonás fejlődésére. Így a kvantitatív attribútumok leggyakrabban kódoltak. Például az ember bőrszínét legalább négy pár nem-párhuzamos gén határozza meg - a dominánsabb allélok a genotípusban, annál sötétebb a bőr.

A genotípus teljes rendszer

A genotípus nem a gének mechanikai összege, hiszen a gén megnyilvánulása és annak megnyilvánulása a környezeti körülményektől függ. Ebben az esetben a környezet nem csak a környezetet, hanem a genotípusos környezetet is jelenti - más géneket.

A minőségi jelek megnyilvánulása ritkán függ a környezeti körülményektől, bár ha egy erszényes nyúl fehér testgyapotból kiszabadítja a test egy részét, és jéggel buborékot alkalmaz, akkor idővel fekete gyapjú fog nőni ezen a helyen.

A mennyiségi tulajdonságok fejlődése sokkal inkább függ a környezeti feltételektől. Például ha a modern búzafajtákat ásványi műtrágyák használata nélkül termesztik, akkor a hozama jelentősen eltér a genetikailag programozott 100 hektáronkénti vagy annál több centnektől.

Így csak a szervezet "képességét" jegyzik a genotípusba, azonban csak a környezeti feltételekkel való kölcsönhatásban nyilvánulnak meg.

Ezenkívül a gének kölcsönhatásba lépnek egymással, és ugyanabban a genotípusban ugyanolyan hatással lehetnek a szomszédos gének működésének megnyilvánulására. Így minden egyes gén esetében van egy genotípusos környezet. Lehetséges, hogy bármilyen tulajdonság kifejlődése számos gén hatásával jár együtt. Ezenkívül több tulajdonság egy gén függőségét tárta fel. Például zabban a vetőmag színeit és a gerinc hosszát egyetlen gén határozza meg. A Drosophila-ban a szem fehér színének génje egyidejűleg befolyásolja a test és a belső szervek színét, a szárnyak hosszát, a termékenység csökkenését és a várható élettartam csökkenését. Nem kizárt, hogy mindegyik gén egyidejűleg a fő "saját" tulajdonságának génje, és más tulajdonságokkal rendelkező módosító. Így a fenotípus az egész genotípus és a környezet genetikai kölcsönhatásának az eredménye az egyén ontogenitása során.

Ebben a tekintetben a híres orosz genetikus, M. Lobashev meghatározta a genotípust   a kölcsönható gének rendszerét.  Ez az integrált rendszer a szerves világ evolúciós folyamatában alakult ki, míg csak azok a szervezetek maradtak fenn, ahol a gének kölcsönhatása az ontogenezisben a legkedvezőbb reakciókat eredményezte.

Humán genetika

Az ember biológiai fajként a növényekre és az állatokra megállapított öröklődés és változékonyság genetikai törvényei teljesen érvényesek. Ugyanakkor az emberi genetika, amely a szervezet és a létezés minden szintjén tanulmányozza az öröklődés és a változatosság törvényeit, különleges helyet foglal el a genetika más szakaszai között.

A humán genetika egyben alapvető és alkalmazott tudomány, hiszen az örökletes emberi betegségek tanulmányozásával foglalkozik, melyeket jelenleg több mint 4 ezer ír le, serkenti az általános és a molekuláris genetika, a molekuláris biológia és a klinikai orvostudomány modern tendenciáinak fejlődését. A probléma jellegétől függően az emberi genetika több olyan területre oszlik, amelyek önálló tudományokra fókuszáltak: a normál emberi tünetek, az orvosi genetika, a viselkedés és az intelligencia genetika genetikája, az emberi populáció genetikája. E tekintetben időnkben az ember mint genetikai tárgyat szinte tökéletesebben tanulmányozták, mint a genetika fő modell objektumai: Drosophila, arabidopsis stb.

Bioszociális emberi természet szabhat jelentős nyomot a kutatásnak a genetika miatt késő pubertás és a nagy idő hiányosságok a generációk, a kis utódok száma, lehetetlen irányítani keresztek genetikai analízis, a hiányzó tiszta vonalak, az elégtelen pontossággal nyilvántartási örökletes tulajdonságok és a kis családfa, lehetetlen, hogy hozzon létre egyenlő és szigorúan ellenőrzött feltételek különböző leszármazottak leszármazottai fejlődéséhez, viszonylag nagyszámúak és a rosszul eltérő kromoszómák és a kísérletezés során a mutációk lehetetlensége.

Módszerek humán genetika tanulmányozására

A humán genetikában alkalmazott módszerek alapvetően nem különböznek a többi objektumtól általánosan elfogadott módszerektől - ez az   genealógiai, iker-, citogenetikus, dermatoglyfikus, molekuláris biológiai  és   populációs statisztikai módszerek, a szomatikus sejtek hibridizációjának módszereiés   szimulációs módszer.  Az emberi genetikában való alkalmazásuk során figyelembe vesszük az ember sajátosságait, mint genetikai objektumot.

Twin eljárás  Segít meghatározni az öröklődés és a környezeti viszonyok befolyásolását egy vonzás megnyilvánulásában, amely az azonos és testvérű ikrek egybeesésének analízisén alapul. Így a legtöbb ikrek ugyanolyan típusú vérrel, szemmel és hajszínnel rendelkeznek, valamint számos más jelzést is kapnak, míg mindkét ikrek kanyaróban szenvednek.

Dermatoglyphic módszer  az ujjak rajzrajzainak (daktiloszkópia), tenyereinek és lábszárainak egyedi jellemzőinek tanulmányozása alapján. E tulajdonságok alapján gyakran lehetővé teszi az örökletes betegségek, különösen a kromoszómális rendellenességek, például Down-szindróma, Shereshevsky-Turner és mások időben történő kimutatását.

Genealógiai módszer  - Ez a módszer a fajták összeállításának módjára, amelyek segítenek meghatározni a vizsgált vonások öröklésének természetét, beleértve az örökletes betegségeket, és megjósolni a leszármazottaik születését a megfelelő vonásokkal. Lehetővé vált az ilyen betegségek örökletes természetének azonosítása, mint a hemofília, a szín vakság, a Huntington-korea és mások, még az öröklődés alapvető törvényeinek felfedezése előtt. A fajták összeállításakor nyilvántartást vezetnek minden családtagról, és figyelembe veszik a köztük fennálló rokonság mértékét. Továbbá, a kapott adatok alapján egy genealógiai fa épül speciális szimbólumokkal (3.13. Ábra).

A családtörténeti módszer egy családon belül használható, ha olyan információról van szó, amely elegendő számú közvetlen rokonnal rendelkezik a törzskönyvezett állampolgár -   proband,  - az apai és az anyai vonalakon, egyébként gyűjtsön információkat több családról, ahol ez a tünet manifesztálódik. Genealogical módszer lehetővé teszi, hogy előre meghatározzuk nemcsak a örökölhetősége a jellemző, de a természet örökség: .. Egy domináns vagy recesszív, autoszomális vagy nemhez kötött, stb Így, portrék osztrák uralkodó Habsburg megállapították öröklési prognathia (erősen kiálló alsó ajak) és a „Királyi hemofília” a Brit Viktória királynő leszármazottai (3.14.

A genetikai problémák megoldása. Keresztek feltérképezése

A genetikai feladatok sokfélesége háromféleképpen csökkenthető:

1. Elszámolási feladatok.

2. Feladatok a genotípus meghatározásához.

3. Feladatok a vonás örökségének meghatározásához.

jellemzője   elszámolási feladatok  a szülők tulajdonsága örökségével és a szülők fenotípusával kapcsolatos információk rendelkezésre állása, amellyel könnyű megállapítani a szülők genotípusát. Ezek genotípusok és utódfenotípusok létrehozását igénylik.

Ábra. 72. Baktériumok és egysejtű gombák: 1 - E. coli; 2 - élesztő

Emlékezzen arra, hogy mely királyságok vannak minden szervezetre osztva. Tekintsük a 72. és 73. ábrákat. Mik azok a szerkezeti jellemzők, amelyek az egysejtűek? Tekintsük a 74, 75. ábrát. Hogyan változik a gyarmatosító szervezetek az egysejtű szervezetektől? Számos sejtes és egysejtű szervezet összehasonlítása. Milyen jelentős különbségek vannak?

A test (a latinból A test - gondoskodik, karcsú megjelenésű) - egy biológiai rendszer, amely összekapcsolt részekből áll, és amely egy egészben működik. Minden szervezet számára az élet minden jele jellemző: az anyagcsere és az energiaátalakulás, az ingerlékenység, az öröklődés és változékonyság, a növekedés, a fejlődés és a reprodukció. A Földön élő organizmusok nagyon különbözőek a szerkezetben: egysejtű, gyarmati és többsejtűek. Ugyanakkor a prokarióták csak egysejtű organizmusok között találhatók meg, és az összes gyarmati és multicelluláris szervezet eukarióták.

Egysejtű szervezetek. A szervezetek legegyszerűbb formái egycellásak. Az élõ természet minden fontos királysága között megtalálhatók: baktériumok, növények, állatok és gombák (72. és 73. ábra). A nem soláris organizmusok gyakoriak a vízben, a talajban, a levegőben, valamint a többsejtű organizmusok testében. Az egysejtű organizmusok sikeresen alkalmazkodtak a különböző életkörülményekhez, és a Föld összes szervezetének csaknem felét teszik ki. Néhány közülük autos, mások pedig heterotrófok.

Ábra. 73. Egysejtű algák és protozoák: 1 - klorella; 2 - amőba szokásos, izgalmas ipfusorium cipő

Megkülönböztető jellemzője az egysejtű - meglehetősen egyszerű testszerkezetnek. Ez egy olyan sejt, amely egy független szervezet főbb jellemzőivel rendelkezik. A szervek (a latinból, a szervek a szerv, azaz a kisméretű szervek kismértékűek), mint a többsejtű szervezetek szervei, különböző funkciókat látnak el. Az egysejtűek gyorsan és kedvező körülmények között egy óra múlva reprodukálhatnak két és néha három generációt is. A kedvezőtlen körülmények között spórákat képezhetnek, amelyeket sűrű héjjal borítanak. A viták létfontosságú tevékenységének folyamata gyakorlatilag hiányzik. Kedvező körülmények között a vita viszonylag működőképes cellává válik.

A prokarióta egysejtű organizmusok csak a baktériumok birodalmába lépnek. Egysejtes eukarióták találhatók a vadon élő állatok más országaiban. A királyságban a növények egysejtű algák, a királyságban Az állatok a legegyszerűbbek, a királyságban A gomba egysejtű gombás élesztő.

Gyarmati szervezetek.  Sok tudós úgy véli, hogy a gyarmati organizmusok átmenetiek az egysejtűtől a többsejtű életformákig. Primitív formában ez a jelenség megfigyelhető a prokariótákban, a baktériumokban, amelyek megosztáskor kolóniákat alkotnak. A baktériumok minden típusát a telep saját sajátos formája jellemzi. Egyes enzimeket szintetizálnak, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy hatékonyabban használják a tápanyagokat. Káros körülmények között az ilyen telepek sejtjei olyan spórákat képeznek, amelyek lehetővé teszik a szervezet túlélését.

A telepek kialakíthatják a zöld algákat. E tekintetben a legérdekesebb a volvox kolónia, amely jobban hasonlít egy többsejtű szervezetre (74. A flagella koordinált verése irányított mozgást biztosít. A szaporodásért felelős reproduktív sejtek a telep egyik oldalán találhatók. Köszönjük nekik, hogy az anyai gyarmaton belül születnek gyermekeik, amelyeket elválasztanak, és önálló létezésre kerülnek át.

Ábra. 74. Colonial alga Volvox: 1 - a telep megjelenése: 2 - az egyes sejtek szerkezete, amelyek egymáshoz kapcsolódnak a citoplazma szálakkal

Multicelluláris szervezetek.  Bár az egysejtűek nagyon sok a Földön, és ezekkel összehasonlítva, a többsejtű organizmusoknak számos előnye van. Először is használhatják a környezet erőforrásait, amelyek egyetlen cellához hozzáférhetetlenek. Például különböző szövetek és szervek különböző sejtjeinek jelenléte lehetővé teszi, hogy egy fa vagy cserje nagy méretűvé váljon, gyökereket használva, hogy önmaguk számára víz és ásványi táplálékot biztosítson, valamint szerves anyagokat hoz létre zöld levelekben. A többsejtes állatok, a szöveteknek és szerveknek köszönhetően, jobban képesek élelmiszereket szerezni és új élőhelyeket kialakítani.

Ábra. 75. Többsejtű szervezetek szövetei: 1 - növényi szövet (primer fotonetikus); 2 - állati szövet (ciliated hám)

Egy multicelluláris organizmusban a sejtek nagyon sokfélék, de mindig olyan sejtcsoportokat választhatunk ki, amelyek hasonló szerkezetűek és működésűek. A sejtek csoportjait és a multicelluláris organizmus extracelluláris anyagát, amelynek szerkezete, eredete és hasonló funkciókat lát el, szövetek (75. A sejtek specializálódása bizonyos funkciók ellátására növeli az egész szervezet hatékonyságát.

A különböző szöveteket szervekká alakítják, amelyek viszont szervrendszereket alkotnak. A belső szervek és szervrendszerek az állatokra jellemzőek. A növények valamivel eltérő szerkezeti szervekkel rendelkeznek, de különböző szövetekből is állnak.

Nem sejtes életformák

Vírusok.  A sejtszerkezetû organizmusokon kívül léteznek nem sejtes életformák - vírusok (a Vírus - méreg ellen). Tulajdonságaik lehetővé teszik egyrészt a természet élő testének tekintését, másrészt az élettelen természetű molekuláknak tekintik őket. A vírusok öröklődést és változékonyságot mutatnak. Ugyanakkor nem képesek független anyagcserére, energiamegváltoztatásra és reprodukcióra. Ezért a vírusok egy átmeneti csoport az animált és az élettelen természet között.

Ábra. 76. Dmitrij Iosifovics Ivanovszkij (1864-1920)

A vírusok annyira kicsiek, hogy az elektronmikroszkóp megjelenése előtt természetük nem tisztázott. A vírusok aktív vizsgálata csak a huszadik század második felében kezdődött. Ugyanakkor különálló vírus tudomány alakult ki - a virológia. Jelenleg a vírusok tanulmányozása nagyon intenzív, nyíltan sok új típusú.

A vírusok részecskéinek szimmetrikus szerkezete és alakja van (77. Közülük poliéder (poliomyelitis vírus és herpeszvírus), rúd alakú (dohánymozaik vírus) és szabálytalanul ovális forma (influenzavírus).

Ábra. 77. Dohánymozaik vírus: 1 - a vírus által érintett dohány növény; 2 - a vírus elektronképe; 3 - szerkezeti rendszer

A vírusok nagyon primitív szerkezetűek. Külön vírusrészecskék - virionok, amelyek nukleinsavból és fehérjékből állnak. A nukleinsav a vírusok örökletes berendezése, és DNS-molekulaként és RNS-ként jelenhet meg. Ez a vírus magja, és kapszula védi. A kapszula különböző fehérjemolekulákból épül fel, amelynek elrendezése meghatározza a virion külső szerkezetét. A vírusok egyes képviselői - a kapszulán kívül - további fehérjék és lipidek membránja lehetnek.

A vírusok különböző növények, állatok, emberek és baktériumok betegségeit okozzák.

Ábra. 78. A bakteriofág vírus szerkezete: 1 - fehérje kapszula; 2 - vírus DNS; 3 - gallér: 4 - farok; 5 - alaplemez tüskével; 6 - farok

Az emberi immunhiányos vírus (HIV) okozza az AIDS-szerzett immunhiányos tünetegyüttes (79. A HIV virionok kerekek. Kívülük fehérje-lipid membránnal van borítva. A membrán alatt közbenső fehérje kapszula. Belül ez a HIV-genetikai készülék - két RNS-molekula.

Ábra. 79. Humán immunhiányos vírus (HIV): 1 - fehérje kapszula; 2-enzimmolekulák; 3-RNS; 4 - lipid membrán; 5 - membránfehérjék

Amikor a HIV bejut az emberi vérbe, fertőzi a fehérvérsejteket, amelyek felelősek a szervezet immunitásáért. Az érintett fehérvérsejtek vagy meghalnak, vagy megszűnnek a felismerni a külföldi patogén baktériumokat és a rendellenes sejtosztódás okozta kóros emberi sejteket. Ennek eredményeképpen a HIV vírussal fertőzött személy egy fertőző betegségből hal meg, mivel a leukociták inaktívak és nem termelnek ellenanyag fehérjéket. Egy személy halála rákká válhat, ami abnormális sejtek elszaporodásához vezet. A tudósok intenzíven keresnek olyan gyógyszereket, amelyek védhetik vagy gyógyíthatják az emberiség legsúlyosabb fertőző betegségét.

Gyakorlatok az anyagon

1. Adja meg a szervezet definícióját. Milyen tulajdonságokkal rendelkezik önálló biológiai rendszerrel?
2. Sorolja fel az egysejtű organizmusok közös jeleit.
3. Mi a bonyolult szervezettség az egysejtű prokarióta és eukarióta közötti átmenetben?
4. Nevezd meg az egyes organizmusok országának egysejtű képviselőit.
5. Hogyan lehet megmagyarázni az egysejtű organizmusok magas adaptív képességét?
6. Hogyan különböznek a gyarmati szervezetek az egysejtű és többsejtűekből?
7. Mi a fő különbség a többsejtes és egysejtű organizmusok között?
8. Miért tekintik a vírusok az animált és az élettelen természet közötti átmenetet?
9. Hogyan különböznek a vírusok a baktériumok szerkezetétől?
10. Milyen betegségek okoznak vírusokat a növények, az állatok és az emberek számára?
11. Mi a vírus-bakteriofág szerkezete? Hogyan használ bakteriofágokat?
12. Mi az emberi immunhiány vírus (HIV) szerkezete? Milyen betegséget okoz a HIV? Mit jelenít meg?