Ce este ADN - acid dezoxiribonucleic. Dezvoltare metodologică pe tema: Complex educațional și metodologic în biologie Partea inactivă a ADN-ului din celulă este reprezentată

Știm cu toții că aspectul unei persoane, unele obiceiuri și chiar boli sunt moștenite. Toate aceste informații despre o ființă vie sunt codificate în gene. Deci, cum arată aceste gene notorii, cum funcționează și unde sunt localizate?

Deci, purtătorul tuturor genelor oricărei persoane sau animal este ADN-ul. Această legătură a fost descoperit de Johann Friedrich Miescher în 1869. Din punct de vedere chimic, ADN-ul este acid dezoxiribonucleic. Ce înseamnă acest lucru? Cum transportă acest acid cod genetic toată viața de pe planeta noastră?

Să începem prin a ne uita la unde se află ADN-ul. Există multe organele în celula umană care îndeplinesc diverse funcții. ADN-ul este localizat în nucleu. Nucleul este un mic organel care este înconjurat de o membrană specială care stochează tot materialul genetic - ADN.

Care este structura unei molecule de ADN?

Structura ADN-ului a fost descifrată pentru prima dată în 1953 de James Watson și Francis Crick.

Într-o moleculă de ADN, există două lanțuri de nucleotide care sunt răsucite elicoidal unul în jurul celuilalt. Cum se lipesc aceste lanțuri de nucleotide și se răsucesc într-o spirală? Acest fenomen se datorează proprietății de complementaritate. Complementaritatea înseamnă că numai anumite nucleotide (complementare) pot fi opuse în două lanțuri. Deci, adenina opusă este întotdeauna timină, iar guanina opusă este întotdeauna doar citozină. Astfel, guanina este complementară cu citozina, iar adenina cu timina.Asemenea perechi de nucleotide opuse una cu cealaltă în lanțuri diferite sunt numite și complementare.

Acesta poate fi reprezentat schematic astfel:

G - C
T - A
T - A
C - G

Aceste perechi complementare A - T și G - C se formează legătură chimicăîntre nucleotidele perechii, iar legătura dintre G și C este mai puternică decât între A și T. Legătura se formează strict între baze complementare, adică formarea unei legături între G și A necomplementare este imposibilă.

„Ambalarea” ADN-ului, cum devine o catenă de ADN un cromozom?

Unele molecule de ADN sunt folosite în mod activ de organism, în timp ce altele sunt rareori folosite. Astfel de molecule de ADN utilizate rar, în plus față de helicoidalizare, sunt supuse unui „ambalaj” și mai compact. Un astfel de pachet compact se numește supercoiling și scurtează catena de ADN de 25-30 de ori!

Cum este ambalat helixul ADN?

Dacă este necesar să se folosească una sau alta moleculă de ADN, are loc procesul de „desfășurare”, adică firul de ADN este „desfășurat” din „bobină” - proteina histonă (dacă a fost înfășurată pe ea) și se desfășoară din spirala în două lanțuri paralele. Și atunci când molecula de ADN este într-o stare atât de nerăsucită, atunci informațiile genetice necesare pot fi citite din ea. Și citind informatii genetice apare numai cu fire de ADN nerăsucite!

Se numește un set de cromozomi supraînvățați heterocromatinași cromozomii disponibili pentru citirea informațiilor - eucromatina.

Ce sunt genele, care este relația lor cu ADN-ul?

O secvență strictă de nucleotide este unică pentru fiecare genă și strict definită. De exemplu, secvența AATTAATA este un fragment al unei gene care codifică producția de insulină. Pentru a obține insulină, se folosește doar o astfel de secvență; pentru a obține, de exemplu, adrenalină, se utilizează o combinație diferită de nucleotide. Este important de înțeles că doar o anumită combinație de nucleotide codifică un anumit „produs” (adrenalină, insulină etc.). O astfel de combinație unică a unui anumit număr de nucleotide, stând în „locul său” - aceasta este gena.

Pe lângă gene, așa-numitele „secvențe necodificatoare” sunt localizate în lanțul ADN. Astfel de secvențe de nucleotide necodificatoare reglează funcționarea genelor, ajută la spiralizarea cromozomilor și marchează punctele de început și de sfârșit ale unei gene. Cu toate acestea, până în prezent, rolul majorității secvențelor necodificatoare rămâne neclar.

Ce este un cromozom? cromozomi sexuali

Care sunt diferențele dintre cromozomi?

Dimensiunea cromozomilor fluctuează: cei mai mari sunt cromozomii perechilor nr. 1 și nr. 3, cei mai mici cromozomi ai perechilor nr. 17, nr. 19.

Pe lângă forme și dimensiuni, cromozomii diferă prin funcțiile lor. Din 23 de perechi, 22 de perechi sunt somatice și 1 pereche este sexuală. Ce înseamnă? Cromozomii somatici determină toate semnele externe ale unui individ, caracteristicile reacțiilor sale comportamentale, psihotipul ereditar, adică toate trăsăturile și caracteristicile fiecărei persoane în parte. O pereche de cromozomi sexuali determină sexul unei persoane: bărbat sau femeie. Există două tipuri de cromozomi sexuali umani - X (X) și Y (Y). Dacă sunt combinate ca XX (X - X) - aceasta este o femeie, iar dacă XY (X - Y) - avem un bărbat în fața noastră.

Boli ereditare și leziuni cromozomiale

Există multe „defalcări” mai mici ale materialului genetic care nu duc la apariția bolii, ci, dimpotrivă, dau proprietăți bune. Toate „defalcările” materialului genetic se numesc mutații. Mutațiile care duc la boli sau la deteriorarea proprietăților organismului sunt considerate negative, iar mutațiile care duc la formarea de noi proprietăți benefice sunt considerate pozitive.

Totuși, în raport cu majoritatea bolilor pe care oamenii le suferă astăzi, nu este o boală care se moștenește, ci doar o predispoziție. De exemplu, la tatăl unui copil, zahărul este absorbit lent. Asta nu înseamnă că copilul se va naște cu diabet, dar copilul va avea o predispoziție. Aceasta înseamnă că, dacă un copil abuzează dulciurile și produsele din făină, atunci va dezvolta diabet.

Astăzi, așa-numitul predicativ medicament. Ca parte a acestei practici medicale, predispozițiile sunt identificate la o persoană (pe baza identificării genelor corespunzătoare), apoi i se dau recomandări - ce dietă să urmeze, cum să alternați corect regimul de muncă și odihnă pentru a nu a se imbolnavi.

Cum se citesc informațiile codificate în ADN?

Cum are loc sinteza ARN-ului, cum se sintetizează proteinele cu ajutorul ARN-ului?

Cum este codificată sinteza unei proteine ​​de către o anumită genă?

Proteina pentru orice organism viu este un produs genetic. Proteinele determină toate diferitele proprietăți, calități și manifestări externe ale genelor.

Cum se face că ADN-ul este în afara celulei?

Celulele bacteriene pot secreta ADN în mediu inconjurator- acest lucru se datorează proceselor de reproducere și schimb de informații ale acestora. De exemplu, rezistența la antibiotice se răspândește: o bacterie dobândește gena corespunzătoare, o copiază și o împărtășește cu restul populației. În organismele eucariote (nucleare), astfel de procese au fost necunoscute de mult timp: se credea că folosesc ADN-ul doar pentru stocarea, citirea și transmiterea informațiilor.

Dar în 1948, în plasma sanguină a fost găsit ADN extracelular - o fracțiune de ADN care nu este asociată cu celulele și există separat de acestea. De-a lungul anilor, oamenii de știință au găsit un astfel de ADN în fiecare organism studiat, de la plante la animale la oameni. S-a găsit în substanța intercelulară, în fluidele circulante și chiar în culturile individuale de celule. Se pare că ADN-ul se găsește în mod regulat în afara celulelor și, prin urmare, poate juca un rol în viața unui organism.

ADN-ul extracelular nu este ca ADN-ul normal.

ADN-ul genomic este format din catene lungi numite cromozomi, în timp ce cfDNA este un set de secvențe mici, uneori de un milion de ori mai scurte decât un cromozom.

Dacă alegerea acestor secvențe este aleatorie sau nu, este încă un punct discutabil.

ADN-ul extracelular nu este întotdeauna în soluție de la sine. Uneori este asociat cu histone - proteine ​​pe care celula le folosește pentru a împacheta în mod compact firele de ADN în nucleu. În alte cazuri, cfDNA poate apărea în exozomi - vezicule închise în membrană care se desprind de celule, călătoresc în tot corpul și pot fuziona cu alte celule. Mai mult, un grup de oameni de știință a izolat din sângele animalelor un întreg complex de ADN, grăsimi și proteine ​​responsabile de copierea acestuia. Adică, probabil, mașini moleculare întregi plutesc în jurul corpului, copiend și distribuind informații din mers. Cu toate acestea, ce proporție din totalul cfDNA alcătuiesc aceste structuri este încă necunoscută.

De unde provine ADN-ul extracelular?

Pare logic că cfDNA nu se formează singur, ci este secretat de celule. Ce poate determina celulele să arunce moleculele care poartă informațiile lor ereditare?

Ipoteza morții celulare sugerează că ADN-ul este eliberat atunci când celulele sunt distruse. Această teorie ajută la explicarea de ce cfDNA este reprezentat de fragmente mici: de exemplu, în timpul apoptozei (moartea celulară programată), ADN-ul din interiorul celulei este tăiat în secțiuni mici înainte ca întreaga celulă să se dezintegreze. Acest lucru este, de asemenea, în concordanță cu faptul că, în condițiile însoțite de moarte celulară (infarct miocardic, arsuri), cantitatea de cfDNA din sânge crește.

Dar nu totul este atât de simplu: ADN-ul extracelular a fost găsit în orice cultură de țesuturi, chiar și acolo unde nu a existat o moarte celulară masivă. Ipoteza „ADN-ului metabolic” încearcă să explice acest lucru: este probabil ca celulele în timpul activității lor de viață să sintetizeze în mod constant ADN nou, crescând numărul de copii ale informațiilor, astfel încât să fie mai convenabil să o citești. În timp, moleculele de ADN se uzează, iar celulele le eliberează în mediu împreună cu produsele metabolice.

Există, de asemenea, o opinie că eliberarea de cfDNA este o modalitate prin care celulele pot face schimb de semnale. De exemplu, veziculele membranare care conțin cantități mici de ADN au fost izolate din diferite fluide intraorganism. Astfel de vezicule pot fuziona cu celulele, transferându-le molecule de ADN.

Au găsit ADN în sângele meu. Asta e rău?

ADN-ul extracelular este o componentă naturală a plasmei sanguine și poate fi găsit la oricine. În mod normal, concentrația sa este destul de scăzută, deși poate varia, dar în cazul stărilor patologice și stresante, cantitatea de cfDNA crește brusc. De exemplu, cu arsuri sau boli asociate cu moartea masivă a celulelor, cum ar fi infarctul miocardic sau artrita reumatoidă. Chiar și la o persoană sănătoasă, sunt posibile fluctuații puternice ale nivelurilor de cfDNA dacă sunt supuse unor stres, cum ar fi efort fizic intens. Cu toate acestea, după încetarea sarcinii, concentrațiile revin la valori normale.

Situația este mai complicată în bolile oncologice. Nu este complet clar de unde provine cfDNA în acest caz - ca urmare a morții țesuturilor sănătoase sau ca produs al izolării țintite a celulelor tumorale. Cu toate acestea, cantitatea sa este, de asemenea, foarte diferită de normă.

Deși medicina nu a învățat încă să diagnosticheze anumite boli prin concentrația de cfDNA în sânge, este deja posibil să se evalueze severitatea afecțiunii și să se prezică dezvoltarea bolii.

Deci, dacă comparăm cantitatea de cfDNA la persoanele care au avut un infarct miocardic, se dovedește că cu cât mai mult cfDNA, cu atât sunt mai mari complicațiile și riscul unui al doilea atac de cord sau stop cardiac.

Poate că un studiu atent al secvențelor cfDNA va ajuta la stabilirea unor diagnostice mai precise. Pe aceasta se bazează și în domeniul diagnosticului prenatal: ADN-ul cfA fetal este prezent în sângele mamei, ceea ce înseamnă că este posibil să se obțină materialul genetic al copilului fără intervenție chirurgicală. Acest lucru deschide un câmp larg pentru analizele genetice - pentru a detecta bolile fetale (de exemplu, conflictul Rhesus) sau determinarea sexului.

Ce „gândesc” celulele despre ADN-ul extracelular?

ADN-ul extracelular este prezent în mod constant în jurul celulelor și se poate presupune că o modificare a concentrației sau a proprietăților sale va servi drept semnal la care celelalte celule vor răspunde.

O creștere a concentrației de cfDNA are un efect de activare asupra unor celule. Celulele sistemului imunitar sunt capabile să declanșeze un răspuns imun la recunoașterea cfADN. Acest lucru se datorează mecanismului care este în mod normal responsabil pentru reacția la moleculele străine, cum ar fi virusul, ADN-ul din sânge. Aceiași receptori care recunosc ADN-ul viral răspund și la propriul cfDNA al organismului, activând celulele din sistemul imunitar.

Pentru alte celule, cfDNA poate acționa ca un semnal de alarmă - în ele se dezvoltă un „efect de observator”. Să presupunem că avem o cultură celulară care se află sub stres: niveluri scăzute de oxigen, radiații sau alte condiții anormale. În aceste celule, ADN-ul este deteriorat și se dezvoltă stresul oxidativ - se acumulează substanțe agresive care distrug conținutul celular. Dacă cfDNA izolat din celulele afectate este transferat într-o cultură de celule sănătoase, atunci încep să fie detectate și deteriorarea ADN-ului și stresul oxidativ în ele. Astfel de celule sunt numite „martori” deoarece supraviețuiesc stresului fără a fi expuse la factorii inițiali.

Cu toate acestea, efectele cfDNA nu se limitează la aceasta: poate stimula sau încetini diviziunea celulară, poate afecta activitatea genelor și sinteza proteinelor. Aparent, cfDNA are un efect sistemic asupra multor celule, modificându-le fiziologia, dar natura sa specifică rămâne misterioasă.

Ce altceva știm (nu) despre ADN-ul extracelular?

ÎN În ultima vreme au apărut dovezi că celulele animale și umane pot absorbi cfADN din sânge. În unele cazuri, aceste molecule ajung în nucleul celulei, pătrund în interior și se integrează în propriul genomul celulei. Adesea, integrarea unei astfel de molecule de cfDNA rătăcitoare în genom are ca rezultat deteriorarea ADN-ului celulei primitoare și moartea acestuia. Dar dacă integrarea are succes, procesele de citire a informațiilor se schimbă: fragmente din fostul cfDNA blochează activitatea genelor din nucleul celulei sau încep să citească propriile informații. Astfel, avem în fața noastră un mecanism special de interacțiune intercelulară – schimbul de informații genetice.

Acest mecanism joacă probabil un rol important în dezvoltarea bolilor. În urmă cu câțiva ani, a fost formulat conceptul de „metastază genetică”: se presupune că celulele tumorale pot secreta mai multe copii ale genelor lor mutante. Celulele sănătoase le absorb, le integrează în genomul lor și încep să producă proteine ​​tumorale mutante.

Procese similare pot apărea teoretic în timpul interacțiunii celulelor diferitelor organisme. Deși cfDNA fetal se găsește în sângele mamei, nu există informații despre absorbția sa de către celule. Pe de altă parte, s-a constatat că în timpul transfuziei de sânge, nu numai celulele donatorului se stabilesc în corpul primitorului, dar cfADN-ul donatorului se poate integra și în celulele primitorului.

Studiile funcțiilor ADN-ului extracelular au început relativ recent, dar putem vorbi deja despre descoperirea unui mecanism fundamental nou de comunicare atât între celulele din interiorul unui organism, cât și, probabil, între organismele înseși.

Sarcina 1 Structura cromozomilor

Sarcina 2 Ciclul de viață al celulei

Privește imaginea și răspunde la întrebări:

Ce perioade de interfaza sunt indicate prin numerele 1 - 3? Care este setul de cromozomi și ADN în diferite perioade de interfază? Ce perioade de mitoză sunt indicate prin numerele 4 - 7? Care este setul de cromozomi și ADN în diferite perioade de mitoză?

Sarcina 3. Ciclul mitotic

Completați tabelul:

Sarcina 4. Ciclul mitotic

Testul 1În ce perioadă a ciclului mitotic se dublează cantitatea de ADN?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

4. În metafază.

Testul 2În ce perioadă are loc creșterea celulelor?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 3În ce perioadă a ciclului de viață o celulă are un set de cromozomi și ADN 2n4c și se pregătește pentru diviziune?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 4În ce perioadă a ciclului mitotic începe spiralizarea cromozomilor, învelișul nuclear se dizolvă?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 5În ce perioadă a ciclului mitotic se aliniază cromozomii de-a lungul ecuatorului celulei?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 6În ce perioadă a ciclului mitotic cromatidele se îndepărtează unele de altele și devin cromozomi independenți?

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 7În ce perioade de mitoză numărul de cromozomi și ADN este egal cu 2n4c?

1. În profază.

2. În metafază.

3. Anafaza.

4. În telofază.

Testul 8În ce perioadă de mitoză numărul de cromozomi și ADN este egal cu 4n4c?

1. În profază.

2. În metafază.

3. Anafaza.

4. În telofază.

Testul 9 Cum se numește partea inactivă a ADN-ului dintr-o celulă?

1. Cromatina.

2. Eucromatina.

3. Heterocromatina.

4. Tot ADN-ul din celulă este activ.

Testul 10 Cum se numesc cromozomii în timpul interfazei?

1. Cromatina.

2. Eucromatina.

3. Heterocromatina.

4. Cromozomi.

Sarcina 5. Mitoza

Dați răspunsuri la întrebări:

1. Ce este un set diploid de cromozomi?

2. Ce este un set haploid de cromozomi?

3. Care este setul de cromozomi și ADN în perioada presintetică a interfazei?

4. Care este setul de cromozomi și ADN în perioada postsintetică a interfazei?

5. Care este setul de cromozomi și ADN în profaza și metafaza mitozei?

6. Care este setul de cromozomi și ADN în anafaza mitozei?

7. Care este setul de cromozomi și ADN în telofaza mitozei?

8. Câte molecule de ADN sunt în nucleul unei celule somatice umane înainte de mitoză?

9. Câte molecule de ADN sunt în nucleul unei celule somatice umane după mitoză?

10. Care sunt denumirile cromozomilor din perioada de interfaza?

Sarcina 6. Dați definiții sau extindeți conceptele:

1. Interfaza. 2. Cromatina. 3. Cromozomul. 4. Cromatide. 5. Centromer. 6. Profaza. 7. Metafaza. 8. Anafaza. 9. Telofază. 10. Set diploid de cromozomi.

Subiect: Diviziunea celulară. Meioză

Sarcina 7. Prima și a doua diviziune a meiozei

Privește imaginea și răspunde la întrebări:

Sarcina 8. Meioza

Completați tabelul:

Sarcina 9. Meioza

Specificați răspunsurile corecte:

Testul 1 Când are loc conjugarea cromozomilor omologi în timpul meiozei?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 2 Care este setul de cromozomi și ADN la sfârșitul primei diviziuni a meiozei?

1. 1n1c. 5. 2n4c.

2. 1n2c. 6.4n4c.

Testul 3 Care este setul de cromozomi și ADN la sfârșitul celei de-a doua diviziuni a meiozei?

1. 1n1c. 5. 2n4c.

2. 1n2c. 6.4n4c.

Testul 4În ce stadii ale meiozei se află setul de cromozomi și ADN 1n4c?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 5În ce stadii ale meiozei se află setul de cromozomi și ADN 2n4c?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 6În ce stadii ale meiozei se află setul de cromozomi și ADN 1n2c?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 7În ce stadii ale meiozei se află setul de cromozomi și ADN 2n2c?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 8În ce stadii ale meiozei se află setul de cromozomi și ADN 1n1c?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

***Testul 9.În ce etape ale meiozei are loc recombinarea materialului genetic?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Testul 10În ce stadii ale meiozei are loc trecerea?

1. Profaza Profaza 2.

2. MetafazaMetafaza 2.

3. AnafazaAnafaza 2.

4. TelofazăTelofază 2.

Sarcina 10. Meioza

Dați răspunsuri la întrebări:

1. Care este setul de cromozomi și ADN înainte de prima diviziune a meiozei?

2. Care este setul de cromozomi și ADN înainte de a doua diviziune a meiozei?

3. Ce cromozomi se numesc omologi?

4. Ce procese apar în profaza-1 a meiozei?

5. În ce faze ale primei diviziuni a meiozei are loc recombinarea materialului genetic?

6. Care este caracteristica interfazei dintre prima și a doua diviziune a meiozei?

7. Care este setul de cromozomi și ADN din profaza-2 și metafaza-2?

8. În ce fază a celei de-a doua diviziuni meiotice are loc recombinarea materialului genetic?

9. Care este setul de cromozomi și ADN de la sfârșitul celei de-a doua diviziuni meiotice?

10. Câte celule se formează ca urmare a meiozei dintr-o celulă mamă?

Sarcina 11. Dați definiții sau extindeți concepte:

1. Cromozomi omologi. 2. Conjugare. 3. Traversare. 4. Set diploid de cromozomi. 5. Set haploid de cromozomi. 6. Diviziunea de reducere a meiozei. 7. Recombinarea cu anafazaRecombinarea cu anafaza Sensul biologic al meiozei.

Subiect: Reproducere asexuată și sexuală

Sarcina 12. Diverse forme de reproducere asexuată

Privește imaginea și răspunde la întrebări:

Sarcina 13. Caracteristicile diferitelor forme de reproducere asexuată

Completați tabelul:

Sarcina 14. Compararea reproducerii asexuate și sexuale

Completați tabelul:

Sarcina 15. Reproducerea asexuată și sexuală

Specificați răspunsurile corecte:

Testul 1 Ce formă de reproducere asexuată este cea mai tipică pentru mușchi și ferigi?

Testul 2 Ce formă de reproducere asexuată este cea mai tipică pentru hidra, drojdia?

1. Diviziune binară. 5. Clonarea.

2. Shizogonie. 6. Înmulțirea vegetativă.

3. Fragmentarea. 7. Poliembrionie.

4. Înmugurire. 8. Sporularea.

Testul 3 Ce formă de reproducere asexuată este folosită pentru înmulțirea culturilor de fructe și fructe de pădure?

1. Diviziune binară. 5. Clonarea.

2. Shizogonie. 6. Înmulțirea vegetativă.

3. Fragmentarea. 7. Poliembrionie.

4. Înmugurire. 8. Sporularea.

Testul 4 Care formă naturală reproducerea asexuată cunoscută la om?

1. Diviziune binară. 5. Clonarea.

2. Shizogonie. 6. Înmulțirea vegetativă.

3. Fragmentarea. 7. Poliembrionie.

4. Înmugurire. 8. Sporularea.

Testul 5 Ce formă de reproducere asexuată este tipică pentru planarie, unele anelide?

1. Diviziune binară. 5. Clonarea.

2. Shizogonie. 6. Înmulțirea vegetativă.

3. Fragmentarea. 7. Poliembrionie.

4. Înmugurire. 8. Sporularea.

Testul 6 Care este caracteristica reproducerii asexuate?

1. Puiul are genele unei singure, organismul mamei.

2. Descendenții sunt diferiți genetic de organismele parentale.

3. Un individ participă la formarea urmașilor.

4. Doi indivizi participă de obicei la formarea urmașilor.

Testul 7 Ce formă de reproducere vă permite să vă adaptați la condițiile de mediu în schimbare?

1. Reproducerea asexuată.

2. Reproducerea sexuală.

3. Și reproducerea asexuată și sexuală în egală măsură.

4. Forma de reproducere nu contează.

** Testul 8. Specificați afirmațiile corecte:

1. Partenogeneza - formă specială reproducere asexuată.

2. Partenogeneza este o formă specială de reproducere sexuală.

3. Dezvoltarea partenogenetică este cunoscută la afide, albine și daphnie.

4. Dezvoltarea partenogenetică este cunoscută la om.

** Testul 9. Specificați afirmațiile corecte:

1. Hermafrodite - organisme care pot forma atât gameți masculini cât și feminini.

2. Gameții au un set haploid de cromozomi, zigotul este diploid.

3. au dezvoltat metode pentru producția țintită a 100% indivizi de același sex.

4. Bacteriile se divid prin mitoză.

**Testul 10. Specificați afirmațiile corecte:

1. Reproducerea asexuata nu are avantaje fata de reproducerea sexuala.

2. Gameții și zigotul au un set haploid de cromozomi.

3. Doi indivizi participă întotdeauna la reproducerea sexuală.

4. Reproducerea sexuală crește dramatic variabilitate ereditară urmasi.

Tema: Formarea celulelor germinale și fertilizare

Sarcina 16. Gametogeneza

Privește imaginea și răspunde la întrebări:

1. *** Ce este indicat în figură prin numerele 1 - 12?

2. Care este dimensiunea unui ou la om?

3. Ce se află în citoplasma oului?

4. Unde sunt localizate nucleul și mitocondriile în spermatozoid?

Sarcina 18. Gametogeneza. Fertilizare

Specificați răspunsurile corecte:

Testul 1 Ce set de cromozomi au precursorii gameților în zona de reproducere?

1. Diploid.

2. Haploid.

3. Spermatogoniile sunt diploide, ovogoniile sunt haploide.

4. Spermatogoniile sunt haploide, ovogoniile sunt diploide.

Testul 2 Ce set de cromozomi au celulele în zona de maturare după prima diviziune a meiozei?

Testul 3 Ce set de cromozomi au gameții?

Testul 4 Câte ouă normale se produc dintr-un ovocit după două diviziuni ale meiozei?

Testul 5 Câți spermatozoizi normali se formează dintr-un spermatocit după două diviziuni ale meiozei?

Testul 6 Unde se află complexul Golgi în spermatozoid?

1. În cap.

2. În gât.

3. În departamentul intermediar.

4. În coada de cal.

Testul 7 Unde sunt situate mitocondriile în spermatozoizi?

1. În cap.

2. În gât.

3. În departamentul intermediar.

4. În coada de cal.

Testul 8 Unde sunt localizați centriolii în spermatozoizi?

1. În cap.

2. În gât.

3. În departamentul intermediar.

4. În coada de cal.

** Testul 9. Specificați afirmațiile corecte:

1. În zona de creștere, setul de cromozomi este 2n.

2. În zona de maturare apar două diviziuni ale meiozei - reducție și ecuațională.

3. În timpul oogenezei, dintr-un ovocit se formează patru ouă normale.

4. În timpul oogenezei, dintr-un ovocit se formează un ou normal și patru corpi direcționali (polari).

***Testul 10. Specificați afirmațiile corecte:

1. Oul uman are o dimensiune de aproximativ 0,1 mm.

2. Ouăle umane se formează în stadiul embrionar.

3. Oul uman are două coji - strălucitoare și strălucitoare.

4. Nu există ribozomi și mitocondrii în oul uman.

Tema: Dezvoltarea individuală a organismelor

Sarcina 19. Principalele etape ale embriogenezei

Privește imaginea și răspunde la întrebări:

Sarcina 20. Derivate ale straturilor germinale

Completați tabelul:

Sarcina 21. Ontogenie

Specificați răspunsurile corecte:

Testul 1.Ce se formează în urma zdrobirii complete a zigotului?

1. Neirula.

2. Blastula.

3. Gastrula.

4. Morula.

Testul 2. Cum se numește cavitatea din interiorul blastulei?

1. Blastocoel.

2. Gastrocoel.

3. Cavitatea secundară a corpului.

Testul 3. Cum se numește un embrion cu două straturi cu straturi germinale: ectoderm și endoderm?

1. Gastrula.

2. Blastula.

3. Neirula.

4. Morula.

Testul 4. Cum se numește cavitatea în care duce gura primară?

1. Blastocoel.

2. Gastrocoel.

3. Cavitatea secundară a corpului.

4. Cavitatea corporală mixtă (mixocoel).

Testul 5. Ce organisme sunt clasificate ca deuterostomi?

1. Celenterate și bureți.

2. Viermi plati si rotunzi.

3. Moluște și artropode.

4. Echinoderme și cordate.

Testul 6. Cum se numește un embrion cu un complex axial de organe?

1. Gastrula.

2. Blastula.

3. Neirula.

4. Morula.

Testul 7. Precizați derivații ectodermului:

Testul 8. Precizați derivații endodermului:

1. Epiderma pielii. 6. Sistemul digestiv.

2. Epiteliu sistem digestiv. 7. Glandele digestive.

3. Sistemul circulator. 8. Sistemul respirator.

4. sistemul excretor. 9. Aparatul reproducător.

5. Sistem nervos. 10. Organe de simț.

Testul 9. Precizați derivații mezodermului:

1. Epiderma pielii. 6. Sistemul digestiv.

2. Epiteliul sistemului digestiv. 7. Glandele digestive.

3. Sistemul circulator. 8. Sistemul respirator.

4. Sistemul excretor. 9. Aparatul reproducător.

5. Sistemul nervos. 10. Organe de simț.

Testul 10 Precizați animalele cu dezvoltare postembrionară indirectă:

1. Mamifere. 5. Fluturi.

2. Păsări. 6. Lăcustă.

3. Reptile. 7. Păianjeni.

4. Amfibieni. 8. Gândaci.

Sarcina 22. Ontogenie

Dictarea biologică:

1. Care este numele dezvoltarea individuală organism de la formarea unui zigot până la sfârșitul vieții?

2. Cum se numește dezvoltarea organismului de la zigot până la naștere sau până la eliberarea din membranele ouălor?

3. Cum se numește perioada de la naștere până la sfârșitul vieții?

4. Cum se încheie perioada de zdrobire?

5. Cum se numește un embrion cu trei straturi germinale: ectoderm, endoderm și mezoderm?

6. Ce organisme sunt deuterostomii?

7. Cum se numește embrionul în care s-a format complexul axial de organe?

8. Ce sisteme de organe se formează din ectoderm?

9. Precizați derivații endodermici.

10. Notează două tipuri de animale cu tipuri directe și indirecte de dezvoltare postembrionară.

Sarcina 23. Dați definiții sau extindeți concepte:

1. Fertilizarea. 2. Zigot. 3. Blastomeri. 4. Blastula. 5. Blastocoel (cavitatea primară). 6. Gastrula. 7. Mezoderm. 8. Gură secundară. 9. Neirula. 10. Dezvoltare postembrionară indirectă.

Materiale folosite, Profesor onorat Federația Rusă; , Ph.D.

Se numește perioada de existență a unei celule din momentul formării ei prin diviziunea celulei mamă (inclusiv diviziunea însăși) până la propria sa diviziune sau moarte. ciclu de viață (celulă)..

Durata ciclului de viață în diferite celule organism pluricelular diferit. Deci, celulele țesutului nervos după finalizare perioada embrionarăîncetează să se divizeze și să funcționeze pe tot parcursul vieții organismului și apoi mor. Celulele embrionului în stadiul de zdrobire, după ce au încheiat o diviziune, trec imediat la următoarea, ocolind toate celelalte faze.

Mitoză- diviziunea indirectă celule somatice, în urma căruia are loc mai întâi dublarea și apoi o distribuție uniformă material ereditarîntre celulele fiice.

semnificație biologică Mitoză: Ca urmare a mitozei, se formează două celule, fiecare dintre ele conținând același număr de cromozomi ca și la mamă. Celulele fiice sunt genetic identice cu cele părinte. Ca urmare a mitozei, numărul de celule din organism crește, care este unul dintre principalele mecanisme de creștere. Multe specii de plante și animale se reproduc asexuat numai prin diviziunea celulară mitotică, astfel mitoza este baza reproducerii. . Mitoza asigură regenerarea părților pierdute și înlocuirea celulelor, care apare într-o măsură sau alta în toate organismele multicelulare.

Ciclul mitotic-constă din interfază și mitoză. Durata ciclului mitotic variază foarte mult în diferite organisme. Diviziunea celulară directă durează de obicei 1-3 ore, adică partea principală a vieții celulei este în interfază.

Interfaza numit intervalul dintre două diviziuni celulare. Durata interfazei, de regulă, este de până la 90% din întregul ciclu celular. Constă din trei perioade: presintetice sau G 1 ; sintetice, sau S, postsintetice, sau G2.

Segmentul inițial al interfazei - perioada presintetică(2n2c, unde n este numărul de cromozomi, c este cantitatea de ADN), perioada de crestereîncepând imediat după mitoză. perioadă sintetică. Durata perioadei sintetice este diferită: de la câteva minute în bacterii până la 6-12 ore în celulele de mamifere. În perioada de sinteză are loc cel mai important eveniment de interfază - duplicarea moleculelor de ADN. Fiecare cromozom devine bicromatidă, iar numărul de cromozomi nu se modifică (2n4c).

perioada postsintetică. Asigură pregătirea celulei pentru diviziune și se caracterizează, de asemenea, prin procese intensive de sinteză a proteinelor care alcătuiesc cromozomii; se sintetizează enzimele şi substanţele energetice necesare asigurării procesului de diviziune celulară.

Mitoză. Pentru comoditatea studierii evenimentelor care au loc în timpul diviziunii, mitoza este împărțită artificial în patru etape: profază, metafază, anafază, telofază.

Profaza(2n4c). Ca urmare a spiralizării, cromozomii sunt compactați și scurtați. În profaza târzie, se vede clar că fiecare cromozom este format din două cromatide conectate printr-un centromer. Cromozomii încep să se deplaseze spre ecuatorul celular. Se formează fusul, membrana nucleară dispare, iar cromozomii sunt localizați liber în citoplasmă. Nucleolul dispare de obicei puțin mai devreme.

metafaza(2n4c). Cromozomii se aliniază în planul ecuatorului, formând așa-numitul placa metafazata. Centromerii cromozomilor se află strict în planul ecuatorului. Firele fusului sunt atașate de centromerii cromozomilor, unele fire trec de la pol la pol al celulei fără a se atașa de cromozomi.

Anafaza(4n4c). Începe cu divizarea centromerilor tuturor cromozomilor, în urma căreia cromatidele se transformă în doi cromozomi fiice complet separați, independenți. Apoi cromozomii fiice încep să diverge către polii celulei.

Telofază(2n2c). Cromozomii sunt concentrați la polii celulei și despiralizați. Fusul diviziunii este distrus. În jurul cromozomilor se formează un înveliș al nucleelor ​​celulelor fiice, apoi are loc divizarea citoplasmei celulei (sau citokineza).

Când celulele animale se divid, pe suprafața lor în plan ecuatorial apare o brazdă care, adâncindu-se treptat, împarte celula mamă în două celule fiice. La plante, diviziunea are loc prin formarea unei așa-numite plăci celulare care separă citoplasma. Apare în regiunea ecuatorială a fusului și apoi crește în toate direcțiile, ajungând la peretele celular.

© Fixare. Conversaţie. Munca elevilor cu un caiet și o codegramă.

© Tema pentru acasă .

Lecția 2. Meioza

Sarcini. Să formeze cunoștințe despre caracteristicile formării celulelor germinale cu un set haploid de cromozomi, despre unicitatea gameților și mecanismele de recombinare a materialului genetic în timpul meiozei, despre asemănările și diferențele dintre meioză și mitoză, despre necesitatea de a proteja mediul natural de contaminare cu mutagen.

Repetă morfologia cromozomilor, ciclul mitotic și procesele care au loc în diferite perioade ale ciclului mitotic, semnificația mitozei.

Echipamente. Material demonstrativ: mese de biologie generală, bandă de film „Divizia celulară”, codogramă.

În timpul orelor:

© Repetiţie.

Hârtii cu carduri timp de 10 min.

1. Caracteristicile interfazei.

2. Caracteristicile mitozei.

3. Morfologia cromozomilor.

Lucrul cu un card la tablă: Anexa 2.

Testare pe computer: anexa 3.

repetare orală.

© Învățarea de materiale noi: explicație folosind o bandă de film.

1. Prima diviziune a meiozei.

Meioza este etapa principală în formarea celulelor germinale. În timpul meiozei, nu există una (ca în mitoză), ci două diviziuni celulare succesive. Prima diviziune meiotică este precedată de interfaza I - faza de pregătire a celulelor pentru diviziune, moment în care au loc aceleași procese ca și în interfaza mitozei.

Prima diviziune meiotică se numește reducere, deoarece în timpul acestei diviziuni are loc o scădere a numărului de cromozomi, se formează două celule cu un set haploid de cromozomi, dar cromozomii rămân bicromatizi. Imediat după prima diviziune a meiozei are loc a doua diviziune - în funcție de tipul de mitoză obișnuită. Această diviziune se numește ecuațional, deoarece în timpul acestei diviziuni, cromozomii devin o singură cromatidă.

Semnificația biologică a meiozei: din cauza meiozei, are loc o reducere a numărului de cromozomi. Dintr-o celulă diploidă se formează 4 celule haploide. Datorită meiozei, se formează gameți diferiți genetic, deoarece. în procesul de meioză, recombinarea materialului genetic are loc de trei ori: datorită încrucișării; divergența aleatorie și independentă a cromozomilor omologi și apoi a cromatidelor. Meioza menține constanta setului diploid de cromozomi din celulele somatice.

Diviziunile I și II ale meiozei constau în aceleași faze ca și mitoza, dar esența modificărilor în aparatul ereditar este diferită.

Profaza I.(2n4c). Cea mai lungă și mai complexă fază a meiozei. Constă dintr-un număr de etape succesive. Cromozomii omologi încep să fie atrași unul de celălalt de regiuni similare și să se conjugă. conjugare numit procesul de convergenţă strânsă a cromozomilor omologi. Se numește o pereche de cromozomi conjugați bivalent. Bivalenții continuă să se scurteze și să se îngroașe. Fiecare bivalent este format din patru cromatide. De aceea se numește tetradă. Cel mai important eveniment este trecere peste- schimb de părți ale cromozomilor. Încrucișarea duce la prima recombinare a genelor în timpul meiozei. La sfârșitul profezei I, învelișul nuclear și nucleolul dispar. Bivalenții se deplasează în planul ecuatorial. Centriolii (dacă există) se deplasează la polii celulei și se formează fusul.

Metafaza I(2n; 4s). Formarea fusului de fisiune este finalizată. Spiralizarea cromozomilor este maximă. Bivalenții sunt localizați în planul ecuatorului. Mai mult, centromerii cromozomilor omologi se confruntă cu diferiți poli ai celulei. Localizarea bivalenților în planul ecuatorial este la fel de probabilă și aleatorie, adică fiecare dintre cromozomii paterni și materni poate fi întors spre unul sau celălalt pol. Acest lucru creează premisele pentru recombinarea celei de-a doua gene în timpul meiozei. Fibrele fusului sunt atașate de centromerii cromozomilor.

Anafaza I(2n; 4s). Cromozomi întregi diverg către poli, nu cromatide, ca în mitoză. Fiecare pol are jumătate din setul de cromozomi. Mai mult, perechile de cromozomi diverg deoarece au fost localizate în planul ecuatorului în timpul metafazei. Ca rezultat, apare o mare varietate de combinații de cromozomi paterni și materni și are loc o a doua recombinare a materialului genetic.

Telofaza I(1n; 2s). La animale și la unele plante, cromatidele se despiralizează și se formează o membrană nucleară în jurul lor. Apoi citoplasma se divide (la animale) sau se formează un perete celular separator (la plante). La multe plante, o celulă din anafaza I trece imediat la profaza II.

2. A doua diviziune a meiozei.

Interfaza II(1n; 2s). Este caracteristic doar pentru celulele animale. Replicarea ADN-ului nu are loc.

A doua etapă a meiozei include, de asemenea, profaza, metafaza, anafaza și telofaza. Se procedează în același mod ca mitoza normală.

Profaza II(1n; 2s). Cromozomii se spiralizează, membrana nucleară și nucleolii sunt distruși, centriolii, dacă există, se deplasează la polii celulei și se formează un fus de diviziune.

Metafaza II(1n; 2s). Se formează placa metafază și fusul, iar filamentele fusului sunt atașate de centromeri.

Anafaza II(2n; 2s). Centromerii cromozomilor se divid, cromatidele devin cromozomi independenți, iar fibrele fusului îi întind până la polii celulei. Numărul de cromozomi dintr-o celulă devine diploid, dar la fiecare pol se formează un set haploid. Deoarece în metafaza II cromatidele cromozomilor sunt localizate aleatoriu în planul ecuatorului, a treia recombinare a materialului genetic al celulei are loc în anafază, deoarece, ca urmare a încrucișării cromatidelor, au început să difere unele de altele și cromatidele fiice. trece la poli, dar diferit unul de celălalt.

Telofaza II(1n; 1s). Firele fusului de fisiune dispar, cromozomii se despiralizează, învelișul nuclear din jurul lor este restabilit, iar citoplasma se divide. Astfel, ca urmare a două diviziuni succesive ale meiozei, o celulă diploidă dă naștere la patru celule fiice, diferite genetic, cu un set haploid de cromozomi.

© Ancorare. Conversaţie. Munca elevilor cu un caiet și o codegramă.

© Temă pentru acasă. Citiți paragraful și răspundeți la întrebări.

Anexa 1. Codegrama. Anexa 2 Carduri la tablă.

Anexa 3. Testarea calculatorului.

Sarcina 14. „Mitoză”.

Testul 1. Dublează cantitatea de ADN dintr-o celulă:

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

4. În metafază.

Testul 2 Creșterea activă a celulelor are loc:

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 3. Celula are un set de cromozomi și ADN 2n4c și se pregătește să se dividă:

1. În perioada presintetică.

2. În perioada sintetică.

3. În perioada postsintetică.

4. În metafază.

Testul 4Începe spiralizarea cromozomilor, învelișul nuclear se dizolvă:

1. In anafaza.

2. În profază.

3. În telofază.

4. În metafază.

Testul 5 Cromozomii se aliniază de-a lungul ecuatorului celulei.