Биологическое значение митоза и мейоза в природе

Сравнительная характеристика хода митоза и мейоза

Фаза клеточного цикла, ее итог Митоз     Мейоз
1 деление II деление
Интерфаза: синтез ДНК, РНК, АТФ, белков, увеличение количества органелл, достраиваниевторой хроматиды каждойхромосомы Происходит перед каждым митозом Перед первым делением происходит Перед вторым делением либо не происходит вовсе, либо в ней отсутствует синтетический период (т. е. не происходит синтез ДНК, поскольку хромосомы уже имеют по две хроматиды)

 

Профаза: а) спирализация хромосом, б) разрушение ядерной оболочки, в) разрушение ядрышек, г) формирование митотического аппарата: расхождение центриолей к полюсам клетки, образование веретена деления Непродолжительная. Клетка диплоидная, хромосомы двухроматидные 2п4с Очень длительная, подразделяется на пять промежуточных стадий. Образуются биваленты (тетрады). Происходит конъюгация хроматид гомологичных хромосом, а затем кроссинговер 2п4с Короткая. Каждая из двух клеток гаплоидна, хромосомы состоят из двух хроматид п2с
Метафаза: а) формирование экваториальной пластинки — хромосомы выстраиваются строго по экватору клетки, б) прикрепление нитей веретена деления к центромерам, в) к концу метафазы — начало разъединения сестринских хроматид Клетка диплоидна. По экватору произвольно выстраиваются двухроматидные хромосомы. Нити веретена прикрепляются к центромере каждой хроматиды, т. е. к каждой хромосоме присоединяется по две нити 2п4с Клетка диплоидна. По экватору Выстраиваются биваленты гомо- логичных хромосом. Нити веретена прикрепляются к центромере каждой двухроматидной хромосомы, т. е. к каждой хромосоме присоединяется по одной нити 2п4с Клетка гаплоидна. По экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы. Хромосомы не имеют гомологов. Нити веретена прикрепляются к центромере каждой хроматиды, т. е. к каждой хромосоме присоединяется по две нити п2с
Анафаза: а) завершение разделения сестринских хроматид, б) расхождение хромосом к полю- сам клетки К полюсам отходит по одной хроматиде каждой из хромосом 2п2с К каждому полюсу отходит по одной из гомологичных хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид п2с К полюсам отходит по одной хромосоме. Каждая хромосома состоит из одной хроматиды пс
Телофаза — формирование дочерних клеток: а) разрушение митотического аппарата, б) разделение цитоплазмы, в) деспирализация хромосом, г) формирование ядерных оболочек, д) восстановление ядрышек Образуются две диплоидные клетки. Хромосомы однохроматидные. (У каждой хромосомы вторые хроматиды достроятся в ходе последующей интерфазы.) Образуются две гаплоидные клетки. Хромосомы двухроматидные. (Поскольку хромосомы уже имеют две хроматиды, редупликации ДНК не последует.) Разделения цитоплазмы и формирования клеточной мембраны может не происходить, и клетки сразу, минуя интерфазу, переходят в профазу II Образуются четыре гаплоидные клетки. Хромосомы однохроматидные. В целом фаза сходна с телофазой митоза. Половина образовавшихся клеток является Некроссоверами (т. е. содержит хромосомы, сходные с родительскими), а половина является кроссоверами (по каждой конкретной хромосоме)

Показатель Митоз Мейоз
Итог клеточного деления Две одинаковые диплоидные клетки (2п2с) Четыре разнокачественные гаплоидные клетки (пс)
В ходе каких процессовпроисходит В ходе заложения и роста всех органов растений и животных У животных — входе гаметогенеза — образования гамет (спермато и овогенеза). У растений — входе спорогенеза
   
Каким клеткам свойственен Соматическим клеткам (клеткам тела) животных и растений У животных — гаметоцитам (клеткам, из которых образуются гаметы). У растений — спорогенным клеткам (из которых образуются споры)
Роль в природе 1. Генетическая стабильность — обеспечивает стабильность кариотипа соматических клеток в течение жизни одного поколения (т. е. в течение всей жизни организма). 2. Рост — увеличение числа клеток в организме — один из главных механизмов роста. 3. Бесполое размножение, регенерация утраченных частей, замещение клеток у многоклеточных организмов 1. Поддержание постоянного числа хромосом вида из поколения в поколение. (Диплоидный набор хромосом каждый раз восстанавливается в ходе оплодотворения в результате слияния двух гаплоидных гамет.) 2. Один из механизмов возникновения изменчивости в результате: — перекомбинации генов в профазе I в ходе конъюгации и кроссинговера (ре- комбинации); — возникновения различных комбинаций генов в зиготах вследствие оплодотворения (комбинативная изменчивость)

 

 

Органы и ткани, образующиеся из зародышевых листков

Эктодерма Энтодерма Мезодерма
Эпидермис кожи Ногти Волосы Потовые железы Нервная система: Головной мозг, спинной мозг, ганглии, нервы Рецепторные клетки органов чувств Хрусталик глаза Зубная эмаль Эпителий желудка, пищевода, кишечника Эпителий трахеи, бронхов, легких Печень Поджелудочная железа Эпителий желчного пузыря Щитовидная и паращитовидная железы Эпителий мочевого пузыря Эпителий мочеиспускательного канала Гладкая мускулатура всех органов Скелетная мускулатура Сердечная мышца Соединительная ткань Кости Хрящи Дентин зубов Кровь Кровеносные сосуды Брыжейка Почки Семенники и яичники

 


 

ГЕНЕТИКА


 

Основные понятия генетики

1.

Законы и закономерности генетики

Название Автор Формулировка
Правило (закон) единообразия гибридов первого поколения (I закон) Г. Мендель, 1865 г. При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки — оно фенотипически и генотипически единообразно. (При скрещивании двух гомозигот, отличающихся контрастными признаками, формируются единообразные гибриды первого поколения, у которых полностью или частично проявляются доминантные признаки родителей)
Закон расщепления (II закон) Г. Мендель, 1865 г. При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3:1 — образуются две фенотипические группы (доминантная и рецессивная); 1:2:1 — три генотипические группы (При скрещивании гибридов первого поколения происходит расщепление по фенотипу и генотипу в определенных числовых соотношениях) А) моногибридное: полное доминирование По генотипу 1:2:1 По фенотипу 3:1 Б) моногибридное: неполное доминирование По генотипу 1:2:1 По фенотипу 1:2:1 В) моногибридное: анализирующее По генотипу 1:1 По фенотипу 1:1 Г) дигибридное: полное доминирование По генотипу 1:2:1:2:1:2:1:2:4 По фенотипу 9:3:3:1 Д) дигибридное анализирующее По генотипу 1:1:1:1 По фенотипу 1:1:1:1
Закон независимого наследования третий закон) Г. Мендель, 1865 г. При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9:3:3:1 (при скрещивании двух гомозигот, отличающихся по двум и более признакам, различные признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь у потомков во всех возможных сочетаниях)
Гипотеза (закон) чистоты гамет Г. Мендель, 1865 г. Находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет и по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде. Гамета чиста по одной аллели.
Закон сцепленного наследования Т. Морган, 1911г. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно) и не обнаруживают независимого распределения. Гены в хромосомах расположены линейно и образуют группы сцепления, число которых равно гаплоидному набору хромосом.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилов, 1920 г. Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. с такой правильностью, что , зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

Основные методы исследования генетики человека

Название метода Объект и методика исследований Возможности метода и область его применения
Клинико-генеалогический (предло­жен Ф. Гальтоном в 1865 г.)   Составление и ана­лиз родословной Определение типа наследова­ния, изучение сцепленного на­следования, определения типа взаимодействия генов. Про­гноз вероятности проявления изучаемого признака в потом­стве. Используется в медико-генетическом консультирова­нии
Популяционно-генетический   Изучение частот различных генов и генотипов в челове­ческих популяциях   1. Определение генетической структуры человеческих попу­ляций, т. е. вычисление частот встречаемости наследственных признаков (в т. ч. болезней) в различных местностях, сре­ди разных рас и народностей, степени гетерозиготности и полиморфизма. 2. Установление особенностей взаимодействия факторов, влияющих на распределение наследственных признаков в различных человеческих по­пуляциях, что позволяет опре­делить адаптивную ценность конкретных генотипов
Близнецовый (предложен Ф. Гальтоном в 1876 г.) Сравнение частоты сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцевых близнецов Разграничение роли наследственности и среды в развитии различных признаков. Позволяет определить роль генетического вклада в наследовании сложных признаков, а также оценивать влияние воспитания, обучения и т. д.
Цитогенетический Строение метафазных хромосом, их морфологические особенности 1. Изучение нормального кариотипа. 2. Точная диагностика наследственных заболеваний, вызываемых хромосомными мутациями. 3. Определение последствий воздействия мутагенов. Используется в медико-генетическом консультировании
Биохим ический   Пробы крови или амниотической (околоплодной) жидкости 1. Выявление болезней обмена веществ. 2. Выявление гетерозиготности носителей рецессивных генов
Иммуногенетический Факторы иммунитета и тканевой совместимости 1. Установление причин тканевой несовместимости. 2. Определение наследования факторов иммунитета. 3. Изучение разнообразия и особенностей наследования тканевых антигенов

Сравнительная характеристика изменчивости форм изменчивости
Характеристика Модификационная изменчивость Мутационная изменчивость  
Объект изменения Фенотип в пределах нормы реакции Генотип
Отбирающий фактор Изменение условий окружающей среды Изменение условий окружающей среды
Наследование призна­ков Не наследуются Наследуются
Подверженность изме­нениям хромосом Не подвергаются Подвергаются при хро­мосомной мутации
Подверженность изме­нениям молекул ДНК Не подвергаются Подвергаются в случае генной мутации
Значение для особи Повышает или понижает жизнеспособность, продуктивность, адаптацию Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные — к гибели
Значение для вида Способствует выживанию Приводит к образованию новых популяций, видов и т. д. в результате дивергенции
Роль в эволюции Приспособление организмов к условиям среды Материал для естественного отбора
Форма изменчивости Определенная (групповая) Неопределенная (индивидуальная)
Подчиненность закономерности Статистическая закономерность вариационных рядов Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

 


Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)

 

Название центра Географическое положение Родина культурных растений
Южноазиатский тропический Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии Рис, сахарный тростник огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др. (50% культурных растений)
Восточноазиатский Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры слива, вишня, редька и др. (20% культурных растеНИй)
Юго-Западноазиатский Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия Мягкая пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, дыня и др. (14% культурных растений)
Средиземноморский Страны по берегам Средиземного моря Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений)
Абиссинский Абиссинское нагорье Африки Твердая пшеница, ячмень, кофе, сорго, бананы
Центральноамери- канский Южная Мексика Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак
Андийский (Южно- американский) Южная Америка вдоль Западного побережья Картофель, ананас, кокаиновый куст, хинное дерево