Цитологические основы наследственности кратко и понятно — LiveAcademy

Цитологические основы наследственности

Цитологические основы наследственности кратко и понятно — LiveAcademy

Наука,изучающая явления наследственности иизменчивости с использованиемгенетических и цитологических методов,называется цитогенетикой.

Объектом цитогенетических исследованийявляется клетка и в особенностихромосомы, их морфология и химическийсостав.

Изучение материальных основнаследственности мы начнем с митоза имейоза, сложных делений клетки, в процессекоторых можно изучить строение иповедение хромосом.

ДЕЛЕНИЕКЛЕТОК

Митоз

Митозэто непрямое деление соматическихклеток, состоящее из деления ядра(кариокенез) и деления цитоплазмы(цитокенез). В результате митоза из однойматеринской клетки образуются дведочерние клетки, получающие одинаковоечисло хромосом. Следовательно,наследственный материал между дочернимиклетками распределяется поровну.

Цельзанятия.Ознакомиться с делением клетки, изучитьи зарисовать фазы митоза и процессы,происходящие в них.

Материали оборудование. Таблицаи слайды, иллюстрирующие фазы и стадиимитоза. Готовые препараты со срезамикорешков лука и микроскопы.

Методикаприготовления препарата. Дляизучения митоза несложно приготовитьпрепарат из корешка лука. Для этогокорешок лука помещают в тигелек скрасителем (ацетоорсеин или кармин) инагревают. После окрашивания корешкипереносят на предметное стекло в каплю45% уксусной кислоты и, накрыв покровнымстеклом, раздавливают. Далее препаратрассматривают под микроскопом приувеличении 7х40 (рис.1.).

Рис.1 Митоз в клетках корешка лука

Фазымитоза в клетках корешка лука. А-интерфаза,Б-Д – профаза, Е-Ж – метафаза, З-И –анафаза, К-М –телофаза.

Несмотряна то, что митотическое делениепредставляет непрерывный процесс, гдекаждая стадия незаметно переходит вдругую, для удобства изучения можновыделить 4 фазы ( профазу, метафазу,анафазу и телофазу).

Междудвумя клеточными делениями – в интерфазе,которая по продолжительности намного длиннее митоза происходят сложные процессы, обеспечивающие жизнедеятельностьклетки. В предсинтетической стадии –G1накапливаются нуклеотиды, аминокислоты,ферменты и др.

вещества, в синтетическойфазе – S происходит синтез ДНК и удвоениехромосом, в постсинтетической фазе -G2 затормаживаютсяпроцессы, обеспечивающие жизнедеятельностьклетки и она готовится к делению. Таким образом ,в интерфазе каждая хромосома синтезирует и формирует свою точнуюкопию из материала клеточного ядра.

Интерфазные хромосомы в конце периода G2состоят из отдельных нитей, каждая изкоторых подвергается спирализациисамостоятельно. Они лежат так близко,что кажутся единой структурой.

Профаза- первая фаза митоза. Ядро увеличиваетсяв размерах, появляются тонкие нити хромосом, которые постепенно укорачиваются и утолщаются. Хроматидыостаются соединенные вместе при помощицентромер. Центриоли делятся и отходятк полюсам клетки. Ядерная оболочканачинает разрушаться и к концу профазыисчезает.

Метафаза.Хромосомы располагаются в плоскостиэкватора, образуя метафазную пластинку.Нити веретена связывают центромерыхромосом с полюсами клетки. Стадияметафазы наиболее удобное время длянаблюдения за хромосомами.

Анафаза.Центромеры скрепляющие две хроматиды,делятся, хроматиды разъединиются, нитиверетена деления сокращаются и подтягивают хромосомы к полюсам клетки. Хроматидыс этого момента называют дочернимихромосомами.

Телофаза.Хромосомы достигают полюсов здесь онидеспирализуются и утрачивают видимуюиндивидуальность. Вокруг отошедших кполюсам хромосом формируется ядернаяоболочка. Телофаза завершается делениемцитоплазмы – цитокенезом.

Mейоз

Мейоз- сложное деление, которое происходиттолько у высших организмов, размножающихсяполовым путем, и связано с процессомразвития и образования половых клеток.

Мейозсостоит из двух последовательных деленийядра: первое деление – редукционное,в результате которого число хромосомуменьшается в два раза и второе -эквационноесохраняющее число хромосом без изменения.Первое деление мейоза – редукционное,начинается с профазы1,состоящей из пяти стадий: лептонемы,зигонемы, пахинемы, диплонемы и диакенеза.Схема мейоза показана на рис. 2.

2n=6

n=3

Рис.2. Схема мейоза

Настадии лептонемы(тонких нитей) хромосомы имеют вид тонкиходнородных нитей. При большом увеличенииможно видеть, что в этой стадии хромосомысостоят из двух хромотид, соединенныхцентромерой.

Настадии зигонемы(парных нитей) гомологичные хромосомыначинают соединяться по всей длине(коньюгировать).

Настадии пахинемы(толстых нитей) происходит спирализацияхромосом, в результате чего они утолщаютсяи укорачиваются. Соединенные в парыхромосомы называются бивалентами. Онисостоят их четырех хроматид.

Настадии диплонемы(двойных нитей) обнаруживается произошедшийранее обмен участками между гомологичнымихроматидами в виде перекрещиваниягомологичных хроматид. Такие перекрещиванияназываются хиазмами.Обмен гомологичных хромосом участкаминазывают кроссинговером.В результате кроссинговера происходитрекомбинация генов. В диплонемехромосомы начинают отталкиваться другот друга.

Настадии диакенезахромосомы еще больше укорачиваются и утолщаются. При переходе от стадиипрофазы к метафазе наблюдается разрушениеоболочки ядра, исчезновение ядрышек иформирование ахроматинового веретена.

В метафазе1биваленты расположены в плоскости экватора, причем их вдвое меньшедиплоидного числа хромосом. В отличиеот митоза центромеры хромосом не делятся.

В анафазе1редукционного деления к противоположнымполюсам расходятся не хромотиды, ацелые хромосомы, что приводит к уменьшениюих числа в дочерних клетках в два раза.Хромосомы дочерних ядер состоят изкачественно различных хроматид, которыеобразовались в результате кроссинговера.

Телофаза1.Хромосомы концентрируются на полюсахи деспирали-зируются. Происходитформирование ядер, нити веретенаисчезают. Далее происходит цитокенези в итоге формируются две клетки сгаплоидным набором хромосом.

Послеочень короткой интерфазы в которой непроисходит удвоения хромосом сразуначинается эквационноеделение, которое проходит по типу митоза.

Профаза2характеризуется исчезновением ядрышек,ядерной оболочки и образованием веретенаделения.

Вовремя метафазы2гаплоидные хромосомы, состоящие из двуххроматид, выстраиваются центромерамив плоскости экватора.

В анафазе2происходит продольное деление центромер.К противо-положным полюсам клеткирасходятся качественно различныехромосомы.

В телофазе2образуются ядра, содержащие гаплоидныйнабор хромосом.

Впроцессе мейоза происходит три важныхявления отличающих мейоз от митоза:

-уменьшение числа хромосом вдвое (вместо диплоидного набора – гаплоидный).В процессе оплодотворения в зиготевосстанавливается диплоидный наборхромосом, характерный для соматическихклеток.

-образование клеток с различнымикомбинациями отцовских и материнскиххромосом.

-возникновение новых типов хромосом,сочетающих гены родителей в новыхкомбинациях в результате кроссинговера.

Источник: https://studfile.net/preview/2901283/page:22/

Цитологические основы законов Г. Менделя

Цитологические основы наследственности кратко и понятно — LiveAcademy

Грегор Мендель для своих исследований избрал горох. Это растение довольно неприхотливо, быстро вегетирует и дает большое количество семян. Последнее обстоятельство очень важное для увеличения процента достоверности при статистической обработке.

Во времена Менделя еще ничего не было известно о генах. Механизм переноса наследственной информации оставался неизученным. Поэтому гениальные догадки Грегора Менделя не находили рационального подтверждения и объяснения. А в опытах с другими организмами Мендель не получил ожидаемого результата. Но он предложил закон (вернее, сначала он выдвинул гипотезу) чистоты гамет.

Замечание 1

Этот закон утверждает, что у гибридного (гетерозиготного) организма гаметы «чистые». Это означает, что каждая из гамет не может одновременно нести два аллельных гена. А несет лишь один из определенной совокупности.

Цитологические основы законов Менделя

Как сейчас известно, соматические клетки имеют, как правило, диплоидный (двойной) набор хромосом. Это означает, что аллельные гены – парные. Это могут быть две доминантные аллели (гомозигота по доминантному признаку), доминантная и рецессивная (гетерозигота) или две рецессивные (гомозигота по рецессивному признаку).

Во время мейоза, когда образуются половые клетки (гаметы), в каждую из них попадает лишь одна из пары хромосом – один аллельный ген из каждой пары. Гомозиготная особь может дать только один сорт гамет – с доминантным или рецессивным признаком.

А гетерозигота дает два сорта гамет в равных количествах – $50$% гамет с доминантным признаком, $50$% – с рецессивным.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Первый закон Менделя с точки зрения цитологии

В генетике принято доминирующий признак обозначать большой буквой латинского алфавита, а рецессивную – маленькой. Итак, вернемся к рассмотрению генетических и цитологических основ первого закона Менделя.

Для своих опытов ученый выбрал чистые линии растений с различной окраской семян. Потомство чистых линий – это гомозиготные организмы. Значит мы можем обозначить набор необходимых нам признаков в соматических клетках растения как «АА» и «аа».

В ходе формирования половых клеток, каждое растение образует гаметы, несущие признаки, кторые мы обозначили как «А» или «а». При оплодотворении (слиянии гамет) образуется зигота с сочетанием аллелей «Аа». Это означает, что все гибриды первого поколения – гетерозиготы.

Доминантная аллель проявляется в фенотипе, а рецессивная – нет. Поэтому все гибриды первого поколения будут иметь одинаковую окраску семян.

Цитологические основы второго закона Менделя

При дальнейшем развитии гибридов первого поколения с набором аллелей «Аа» образуются половые клетки, половина из которых несет аллель «А». а другая половина – «а».

При дальнейшем скрещивании, могут обьразовываться зиготы со следующими комбинациями аллелей: «АА», «Аа» и «аа». Количество зигот с набором «Аа» (гетерозигот) будет равно количеству гмозигот вместе взятых.

Тоесть пропорция будет выглядеть так:

$1«АА» : 2«Аа» : 1«аа».$

Так как гетерозигота будет проявлять доминирующий признак, то в фенотипе такое расщепление признаков будет проявляться в соотношении $3 : 1$ (три доминирующих признака и один – рецессивный).

При неполном доминировании геторозиготные особи будут иметь промежуточные признаки. Тогда фенотипическое расщепление будет соответствовать пропорции расщепления по генотипу.

Цитологические основы третьего закона Менделя

Аналогичным образом объясняется и принцип действия третьего закона Менделя. Если признаки кодируются генами, содержащимися в разных хромосомах, то они распределяются независимо один от другого.

Гомозизоты по доминантным признакам для дигибридного скрещивания (по двум признакам) можно обозначить так: «ААВВ».

Гомозигота с рецессивными признаками обозначается «ааbb».

При получении гибридов первого поколения ($F1$), все они будут иметь генотип «АаВb», а в фенотипе – все будут иметь оба доминирующих признака, подтверждая первый закон Менделя.

Гибриды первого поколения дают такую комбинацию генов в гаметах: «АВ», «Аb», «аВ» и «аb». При получении гибридов второго поколения ($F2$), происходит расщепление и комбинирование признаков. Мы получаем такие генотипы: «ААВВ», $2$«ААВb», «ААbb», $2$«АаВВ», $4$«АаВb», $2$«Ааbb», «ааВВ»,$ 2$«ааВb» и «ааbb».

При кажущейся хаотичности это расщепление строго упорядоченное. Если рассматривать каждый признак в отдельности, то получим точное соответствие второму закону Менделя. Поэтому третий закон гласит о независимом комбинировании признаков. По сути – это два моногибридных скрещивания.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/genetika_kak_nauka/citologicheskie_osnovy_zakonov_g_mendelya/

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-20272.html

Консультация доктора
Добавить комментарий