محاربة الظروف البيئية المعاكسة (التكيف). تكوين الخلايا الجرثومية. الانقسام الاختزالي أي شكل من أشكال التكاثر يوفر أفضل قدرة على التكيف

4.1 احصل على إذن للعمل. للقيام بذلك ، أجب عن الأسئلة:

4.1.1. التكاثر هو أهم ممتلكات الحياة. اشرح كيف تتجلى على المستوى الخلوي.

4.1.2. أعط تعريفات الإخصاب ، تكوين الأمشاج ، الانقسام الاختزالي ، تكوين الجنين.

4.1.3. هل توجد فروق جوهرية بين التكاثر اللاجنسي والتكاثر الجنسي.

4.1.4. قارن الانقسام والانقسام الاختزالي مع بعضهما البعض ، وسلط الضوء على أوجه التشابه والاختلاف.

4.1.5. ما هي الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي؟

4.2 أكمل المهام.

4.2.1. باستخدام الشكل 1 ، حدد أوجه التشابه والاختلاف بين أجنة الفقاريات.

الشكل 1. مقارنة أجنة الفقاريات الشكل 2.

في مراحل مختلفة من التطور: 1- سمكة ،

2-سحلية، 3-أرنب، 4-رجال.

4.2.2 كيف يُصاغ قانون الوراثة الحيوية؟ اشرحها بأمثلة.

4.2.3. اشرح ما هو تطويروكيف تختلف عن نمو.

4.2.4. أكمل الجدول بوضع علامة "+" أو "-" في الخلية المناسبة. حدد نوع خصائص التطور لكل كائن حي.

4.2.5. قم بتوقيع العناصر الهيكلية للخلايا الجرثومية للثدييات ، المشار إليها بالأرقام.

4.2.6. ما هو جوهر الإخصاب المزدوج للنباتات المزهرة؟ انظر إلى الصورة وقم بتسمية العناصر المشار إليها بالأرقام.
4.2.7. كيف يختلف الانقسام عن الانقسام الخلوي الطبيعي؟

4.2.8. ماذا حدث المعدةوكيف تتشكل أثناء نمو الجنين؟

4.2.9 كيف وأين يتم زرع الجنين؟

4.2.10. ما هي الأنسجة والأعضاء التي تتكون من طبقات الجراثيم؟

4.3 قم بإعداد تقرير عن العمل المنجز.

5.1 الاسم والغرض من العمل.

5.2 المهام المنجزة.

5.3 إجابات لأسئلة التحكم.

أسئلة التحكم.

6.1 ما هي العملية التي تحافظ على وجود العالم العضوي على الأرض؟

الأسئلة الرئيسية

ما هي مزايا وعيوب التكاثر الجنسي للأفراد وأنواع الحيوانات بأكملها؟

ما هو شكل التكاثر الذي يوفر أفضل قدرة على التكيف مع التغيرات البيئية؟

ما هي الطفرة؟

كيف تدخل الكروموسومات المتماثلة الانقسام الاختزالي؟

ما هو اقتران الكروموسومات المتجانسة في الانقسام الاختزالي وكيف يحدث؟

ما هو التوالد العذري؟ كيف يحدث التوالد العذري في مجموعات النحل؟

2.1. تكمن أهمية التكاثر الجنسي في حقيقة أنه أحد العوامل الرئيسية في تنوع السمات ، والتي يمكن أن يؤثر بعضها على بقاء الكائنات الحية.

الغالبية العظمى من الكائنات الحية التي تعيش على الأرض - البكتيريا والنباتات والحيوانات - تتكاثر جنسيًا ، على الرغم من أن بعضها يمكن أن يتكاثر لاجنسيًا. لا يمكن الإجابة على الفور عن سبب حدوث ذلك ، لأن التكاثر اللاجنسي فعال للغاية.

لماذا إذن اختارت آلاف الأنواع من الكائنات الحية طريقة أكثر خطورة للتكاثر ، مرتبطة بتكوين الخلايا الجرثومية الذكرية والأنثوية واندماجها في ظل ظروف مناسبة؟ يجب على أي شخص ، مثله مثل أي شخص آخر ، أن يفهم جميع مزايا هذه الطريقة ، وأهمها أن التكاثر الجنسي يزيد من بقاء الأنواع. في بعض الحالات ، يصعب فهم الجدوى البيولوجية لأنواع معينة من التكاثر الجنسي. على سبيل المثال ، عندما تقوم أنثى فرس النبي ، تحفيز الذكر على التزاوج ، عض رأسه. ومع ذلك ، على الرغم من الطبيعة المعقدة وحتى المحفوفة بالمخاطر للتكاثر الجنسي ، فهي طريقة موثوقة لضمان التطور الناجح للأنواع في بيئة متغيرة باستمرار. لماذا؟ لأنه أثناء التكاثر الجنسي ، تتشكل الملايين من التوليفات الفريدة من المواد الجينية ، التي يتم الحصول عليها من أبوين غير متطابقين ، وبالتالي يتحقق التنوع في الأجيال القادمة. قد تكون بعض المجموعات فقط ما هو مطلوب للحفاظ على قابلية الأنواع للحياة في الظروف البيئية المتغيرة. مع التكاثر اللاجنسي ، لا تمتلك الكائنات الحية هذه القدرة على التكيف. على سبيل المثال ، عندما تبدأ بيئة رطبة ، مثل المستنقع ، في الجفاف تدريجيًا ، فإن الأنواع التي تعيش في تلك البيئة ستموت في النهاية ما لم يتكاثر الأفراد الذين يتحملون الجفاف من تلك الأنواع ويعيدون إعمار المنطقة.

2.2. يمكن أن تغير الطفرات الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا ولاجنسيًا

يسمى التغيير الموروث في بنية جزيء الحمض النووي ، مثل التغيير الناجم عن الإشعاع طفره. هذه التغييرات لا رجعة فيها بشكل أساسي ، وستحمل جميع الخلايا أو الكائنات الحية التي تنشأ من الخلايا الطافرة هذه التغييرات. في الكائنات الحية التي تتكاثر لاجنسيًا ، تظهر الطفرة كتغيير مفاجئ (مفيد أو ضار للكائن الحي) ينتقل إلى الأجيال اللاحقة. حسنًا ، إذا كان هذا التغيير مفيدًا ؛ إذا كان ضارًا ، فعادة ما يموت نسل المتحور. ومع ذلك ، فإن الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا تتلقى مادة وراثية من والدين. لذلك ، يتم تحييد الطفرات بواسطة المادة الجينية "الطبيعية" للشريك. وهكذا ، يضمن التكاثر الجنسي في نهاية المطاف تنوع الكائنات الحية ويواجه حدوث التغيرات المفاجئة (الطفرات) في فترة زمنية قصيرة.

2.3 يتضمن التكاثر الجنسي إعادة تركيب الحمض النووي الصبغي

المعلومات الوراثية موجودة في هياكل ليفية ملتوية في نواة الخلية تسمى الكروموسومات. منذ عدة سنوات ، لوحظ أن عدد الكروموسومات في الخلايا عادة ما يكون ثابتًا. علاوة على ذلك ، تحتوي جميع خلايا الكائن الحي تقريبًا على نفس العدد من الكروموسومات ، وهذا العدد يميز جميع الكائنات الحية من نوع معين. لوحظ أن الكروموسومات في معظم الحالات يتم تقديمها في أزواج - اثنان من الكروموسومات من نفس الحجم والشكل يحتويان على جينات متشابهة. تسمى هذه الكروموسومات متماثل.

من خلال فحص 46 كروموسومًا بشريًا ، يمكن تمييز كل زوج من الكروموسومات المتجانسة وتعيينها مع العدد المقابل. لقد تم تأسيسه من خلال طرق مختلفة أنه أثناء تطور كائن حي جديد ، فإن أي زوج من الكروموسومات المتجانسة يتضمن كروموسومًا واحدًا من كل والد. للراحة ، يتم استدعاء الكروموسوم الكامل الموجود في الخلية ثنائي الصيغة الصبغية. مجموعة الكروموسومات الفردية هي نصف هذا العدد ، أي أنها تحتوي على كروموسوم واحد من جميع الأزواج. يساهم كل والد بمجموعة فردية من الكروموسومات عند الإخصاب.

2.4 تنتقل الكروموسومات من جيل إلى جيل في نوى خلايا جنسية متخصصة تسمى الأمشاج.

في الكائنات الحية البسيطة ، لا توجد فروق جنسية تقريبًا. خلاياهم الجنسية متشابهة جدًا - الأمشاجالتي تحمل الاسم isogametes، وعملية دمجهم - إخصاب متساوي. وبهذه الطريقة ، على سبيل المثال ، تتكاثر طحالب السوط وحيد الخلية Chlamidomonas. جنس الشركاء في هذه الحالة لا يصنف على أنه أنثى أو ذكر ، لكنهم يتحدثون عنه عبر أنواع.

في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا ، وفي البشر على وجه الخصوص ، تكون الاختلافات بين الجنسين كبيرة ، ويشكل كل كائن حي الأمشاج المميزة الخاصة بجنسه. في الحيوانات ، تشكل الأنثى كتلة كبيرة ، غير قادرة على الحركة النشطة ، والتي تسمى البويضة أو البويضة. يطور الذكر ميكروجاميتي صغير متحرك ، أو حيوان منوي. يُطلق على الماكروغاميتي في النباتات العليا أيضًا اسم البويضة ، في حين أن الخلايا الدقيقة في حبوب اللقاح هي نوى خلايا الموقد الذكرية.

في عملية التكاثر الجنسي ، يتم دمج اثنين من الأمشاج ، لكن عدد الكروموسومات في كل نوع يظل ثابتًا في جميع الأجيال. لذلك ، من الواضح أنه يجب أن تكون هناك آلية ، ونتيجة لذلك يتم تقليل مجموعة الكروموسومات العادية ثنائية الصبغيات لكل من الوالدين إلى مجموعة أحادية العدد في الأمشاج. تسمى هذه الآلية بالانقسام الاختزالي ، وهي جزء من تكوين الأمشاج - عملية تكوين الأمشاج.

في الحيوانات متعددة الخلايا ، تتشكل الأمشاج في الأعضاء التناسلية - الغدد التناسلية. يطلق على الغدد التناسلية الأنثوية اسم المبيض الذكر. خصية. عادة ، يحدث الانقسام الانتصافي في الغدد التناسلية ، مما يؤدي إلى خفض مجموعة الكروموسومات إلى النصف. هنا ، يحدث التمايز ، حيث يتم تكوين الخصائص المحددة للبويضة والحيوانات المنوية. في بيض بعض الأنواع ، يحدث الانقسام الانتصافي بعد ذلك الإباضة، إطلاق الخلية الجرثومية من المبيض. إذا احتاجت خلية البويضة إلى إمداد كبير من الجزيئات الكبيرة للنمو السريع بعد الإخصاب ، فيجب أن يكون للحيوانات المنوية هياكل تضمن حركتها (الشكل 2-1).

2.5 يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين من الخلايا ، وبلغت ذروتها في تكوين الأمشاج ، ولكل منها مجموعة أحادية العدد الصبغية من الكروموسومات.

للوهلة الأولى ، يتشابه كل من الانقسامات الخلوية المتخصصة التي تحدث في الانقسام الاختزالي مع الانقسامات الانقسامية. يتضمن الانقسام الاختزالي ، مثل الانقسام الفتيلي ، نفس مراحل الانقسام النووي (الطور الأولي ، الطور الأول ، الطور ، وما إلى ذلك) والسيتوبلازم (الحركية الخلوية).

ومع ذلك ، هناك العديد من الاختلافات الرئيسية بين هذه الأنواع من انقسام الخلايا.

1. في التقسيم الانتصافي الأول ، يتم الجمع بين أزواج من الكروموسومات المتجانسة وتقع في المناطق الجانبية للنواة. هذه العملية تسمى اقتران الكروموسوماتأو المشبك (الشكل 2-3).

2. يتم استنساخ المواد الجينية مرة واحدة فقط خلال قسمين انتصافي. أثناء الاقتران ، يتم تبادل المادة الوراثية بين الكروموسومات المتجانسة ، أو تقفز فوق. أو تجاوزت. يوضح الشكل 2-2 بشكل تخطيطي كيف يحدث التقاطع في الكروموسومات الانتصافية.

العبور هو عامل واسع الانتشار ومهم للغاية يساهم في حدوث التباين الجيني أثناء التكاثر الجنسي. تمتلك الكروموسومات الانتصافية بنية محددة تسمى مجمع الاقتران ، والتي من المحتمل أن تقوم بهذه العملية.

صحيح أنه لا يزال غير معروف كيف يحدث تقارب الكروموسومات المتجانسة.

3. تفتقر معظم الكائنات الحية أساسًا إلى الطور البيني أو الطور الأولي قبل الانقسام الانتصافي الثاني.

في التكاثر الجنسي ، يؤدي اقتران الكروموسومات المتجانسة وظيفتين رئيسيتين. تسمح الوظيفة الأولى لجميع الخلايا الجرثومية المتكونة أثناء الانقسام الاختزالي بتلقي كروموسوم واحد من كل زوج متماثل. الوظيفة الثانية هي أن الاقتران يضمن أن عدد الكروموسومات ينخفض ​​إلى النصف بالضبط (خلال الانقسام الانتصافي الثاني) من خلال ضم الكروموسومات المتجانسة إلى أزواج تتصرف كواحد. نظرًا لأن كل من الكروموسومات المتجانسة المزدوجة قد تم تكرارها سابقًا وبالتالي فهي تتكون من كروماتيدات ، تسمى هذه الأزواج رباعي الكروماتيد ، أو ثنائي التكافؤ الكروموسومات. أثناء الاقتران ، تصبح مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات المكررة مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من ثنائية التكافؤ الكروموسوم ، أو رباعي الكروموسومات.. خلال الانقسام الانتصافي الثاني ، تنقسم هذه الثنائيات التكافؤ إلى جزأين ، وتشكل الأمشاج مع عدد أحادي الصبغيات من الكروموسومات.

يحدث اقتران الكروموسومات المتجانسة في الطور الأول من الانقسام الانتصافي الأول. تنتقل الرباعي الناتجة إلى المستوى الاستوائي ، وترتبط بألياف المغزل ، ثم تنقسم كل منها إلى اثنين من الثنائيات (الكروموسومات تتكون من اثنين من الكروماتيدات). ثم يحدث التحلل الخلوي وتتشكل خليتان بهما عدد أحادي العدد من الثنائيات. في الانقسام الانتصافي الثاني ، تنقسم كل من هذه الخلايا دون نسخ المادة الوراثية. في الانقسام الانتصافي الثاني ، ينقسمون ويشكلون أحاديات ، وبالتالي تتكون أربعة من خلية أصلية واحدة. يحمل كل منها مجموعات مختلفة من المادة الوراثية الأبوية الناتجة عن العبور ، بالإضافة إلى فصل الكروموسوم المستقل أثناء الانقسام الاختزالي.

ومع ذلك ، من الخطأ القول أنه في جميع حالات الانقسام الاختزالي في الحيوانات ، تتكون أربعة من خلية جرثومية واحدة. هذا صحيح فقط ل. عملية تكوين الحيوانات المنوية ، عندما تنقسم الخلية المنقسمة مرتين ، تنتج أربعة حيوانات منوية.

أثناء تكوين البويضات ، تنتج كل خلية فقط

بيضة واحدة واثنان أو ثلاثة أجسام قطبية صغيرة ، "خلايا ميتة" ، والتي لا تلعب دورًا مهمًا في مزيد من التطور. في عملية تكوين البويضات ، لا تتشكل أربع بيضات صغيرة ، ولكن واحدة كبيرة تحتوي على كمية كبيرة من المواد اللازمة لتطورها بعد الإخصاب. تتراكم العناصر الغذائية التي يمكن مشاركتها بين أربع خلايا في بويضة واحدة.

2.6. الإخصاب هو عملية الجمع بين الأمشاج الذكرية والأنثوية أو اثنتين من الأمشاج المتساوية

في عملية الإخصاب ، يتم دمج نواتين من الأمشاج ، يحتوي كل منهما على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات ، وبالتالي يتم استعادة مجموعة الكروموسومات ثنائية الصبغيات الطبيعية مرة أخرى. أثناء الإخصاب ، يمكن أيضًا استخدام طريقة أخرى لتبادل المواد الجينية.

على سبيل المثال ، في اللافقاريات البحرية مثل الرخويات وقنافذ البحر والنجوم ، يعتبر الإخصاب عملية غير اقتصادية إلى حد كبير.

يبذل كل جسم بالغ طاقة هائلة في تكوين عدد كبير من البويضات أو الحيوانات المنوية. ومع ذلك ، يشارك البعض منهم فقط في الإخصاب.

وذلك لأن البيض واليرقات وصغار هذه الحيوانات هي طعام لأنواع أخرى. لذلك ، فإن واحد بالمائة فقط من البيض الأصلي يتطور إلى مرحلة البلوغ. على الرغم من أن هذه الطريقة تتطلب الكثير من الطاقة ، إلا أنها تستخدم على نطاق واسع بين الأنواع المختلفة ، مما يثبت كفاءتها العالية.

طورت العديد من الحيوانات الأخرى ، وخاصة تلك التي تعيش على الأرض ، طرقًا للتخصيب الداخلي تتجنب فقدان الخلايا الجرثومية.

2.7. التوالد العذري هو تطوير البويضات غير المخصبة

يمكن للعديد من الكائنات الحية ، بالإضافة إلى التكاثر الجنسي ، تكوين بيض ينمو دون إخصاب بواسطة الحيوانات المنوية. هذه العملية تسمى التوالد العذري.

تتكون مستعمرات النحل من الأفراد الذين تطوروا من خلال التكاثر الجنسي ، وكذلك الكائنات الحية التوالد. كلاهما يأتي من بيض تضعه ملكة النحل. تتزاوج ملكة النحل مع الطائرة بدون طيار مرة واحدة فقط ، ثم يتم الاحتفاظ باحتياطي الحيوانات المنوية طوال فترة التكاثر. تتطور هذه البويضات المخصبة إلى نحل عاملات ثنائي الصبغيات (وربما ملكات مستقبلية). يتطور البيض الذي يضعه البيض غير المستقر إلى ذكور أحادية العدد.

التوالد العذري العفوي هو أيضًا خاصية مميزة لبعض الحيوانات العليا. الأنواع المعروفة من السحالي والأسماك التي ليس لها ذكور. يمكن للإناث أن تنتج نسلًا على الرغم من العزلة المطولة عن الحيوانات الأخرى. في كثير من الأحيان في بعض سلالات الديوك الرومية ، يمكن أن يتطور البيض بطريقة التوالد العذري. عدد الكائنات الحية التي تصل إلى سن الرشد صغير ، وجميعهم من الإناث يمكن أن ينجبوا ذرية. في بعض الحالات ، يمكن أن يحدث التطور التوالدي العذري لبعض البيض عن طريق تطبيق التحفيز الكيميائي أو الفسيولوجي ، والذي تم إجراؤه لأول مرة بواسطة I.Loeb في عام 1898.

يتوافق الكتاب المدرسي مع المستوى الأساسي للمكون الفيدرالي لمعيار الدولة للتعليم العام في علم الأحياء ويوصى به من قبل وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي.

الكتاب المدرسي موجه للطلاب في الصفوف 10-11 ويكمل سطر N. I. Sonin. ومع ذلك ، فإن ميزات عرض المادة تجعل من الممكن استخدامها في المرحلة الأخيرة من دراسة علم الأحياء بعد الكتب المدرسية لجميع الأسطر الموجودة.

ما هي أهمية اختيار الكائنات الحية الدقيقة للصناعة والزراعة؟

التكنولوجيا الحيويةهو استخدام الكائنات الحية أو النظم البيولوجية أو العمليات البيولوجية في الإنتاج الصناعي. انتشر مصطلح "التكنولوجيا الحيوية" منذ منتصف السبعينيات. القرن العشرين ، على الرغم من أنه منذ زمن بعيد ، استخدمت البشرية الكائنات الحية الدقيقة في الخبز وصنع النبيذ ، في إنتاج البيرة وفي صناعة الجبن. يمكن اعتبار أي إنتاج يعتمد على عملية بيولوجية بمثابة تقنية حيوية. تعد الهندسة الوراثية والكروموسومات والخلوية واستنساخ النباتات والحيوانات الزراعية جوانب مختلفة من التكنولوجيا الحيوية.

تجعل التكنولوجيا الحيوية من الممكن ليس فقط الحصول على المنتجات المهمة للبشر ، مثل المضادات الحيوية وهرمون النمو ، والكحول الإيثيلي والكفير ، ولكن أيضًا لإنشاء كائنات ذات خصائص محددة مسبقًا بشكل أسرع بكثير من استخدام طرق التربية التقليدية. هناك عمليات تقنية حيوية لمعالجة مياه الصرف الصحي ، ومعالجة النفايات ، وإزالة الانسكاب النفطي في المسطحات المائية ، وإنتاج الوقود. تعتمد هذه التقنيات على خصائص النشاط الحيوي لبعض الكائنات الحية الدقيقة.

تعمل التقنيات الحيوية الحديثة الناشئة على تغيير مجتمعنا ، وتفتح فرصًا جديدة ، ولكنها في نفس الوقت تخلق بعض المشكلات الاجتماعية والأخلاقية.

الهندسة الوراثية.الكائنات الملائمة للتكنولوجيا الحيوية هي الكائنات الحية الدقيقة التي لها جينوم منظم نسبيًا ودورة حياة قصيرة ومجموعة متنوعة من الخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية.

أحد أسباب مرض السكري هو نقص الأنسولين في الجسم - وهو هرمون البنكرياس. تنقذ حقن الأنسولين المعزولة من بنكرياس الخنازير والماشية ملايين الأرواح ، ولكن في بعض المرضى تؤدي إلى تطور الحساسية. الحل الأمثل هو استخدام الأنسولين البشري. عن طريق الهندسة الوراثية ، تم إدخال جين الأنسولين البشري في الحمض النووي للإشريكية القولونية. بدأت البكتيريا في تصنيع الأنسولين بنشاط. في عام 1982 ، أصبح الأنسولين البشري أول دواء معدل وراثيًا.

يتم الحصول على هرمون النمو حاليًا بطريقة مماثلة. يوفر الجين البشري ، الذي يتم إدخاله في جينوم البكتيريا ، تخليق هرمون ، يتم استخدام حقنه في علاج التقزم وإعادة نمو الأطفال المرضى إلى المستويات الطبيعية تقريبًا.

كما هو الحال في البكتيريا ، يمكن أيضًا تغيير المادة الوراثية للكائنات حقيقية النواة بمساعدة طرق الهندسة الوراثية. تسمى هذه الكائنات المعدلة وراثيا المعدلة وراثياأو الكائنات المعدلة وراثيا (GMOs).

في الطبيعة ، هناك بكتيريا تطلق مادة سامة تقتل العديد من الحشرات الضارة. تم عزل الجين المسؤول عن تخليق هذا السم من الجينوم البكتيري وتم دمجه في جينوم النباتات المزروعة. حتى الآن ، تم بالفعل تطوير أصناف مقاومة للآفات من الذرة والأرز والبطاطس وغيرها من النباتات الزراعية. إن زراعة مثل هذه النباتات المعدلة وراثيًا التي لا تتطلب استخدام مبيدات الآفات لها مزايا كبيرة ، لأن المبيدات أولاً لا تقتل الحشرات الضارة فحسب ، بل والمفيدة أيضًا ، وثانيًا ، تتراكم العديد من المبيدات الحشرية في البيئة ولها تأثير مطفر على الكائنات الحية (الشكل 92).

أرز. 92- البلدان التي تزرع النباتات المحورة جينيا. تقريبا كامل المساحة المزروعة بالمحاصيل المعدلة وراثيا تشغلها أصناف معدلة وراثيا من أربعة نباتات: فول الصويا (62٪) والذرة (24٪) والقطن (9٪) وبذور اللفت (4٪). تم بالفعل إنشاء أنواع مختلفة من البطاطا والطماطم والأرز والتبغ والبنجر والمحاصيل الأخرى المعدلة وراثيًا

أجريت واحدة من أولى التجارب الناجحة على تكوين حيوانات معدلة وراثيًا على الفئران ، في الجينوم الذي تم فيه إدخال جين هرمون نمو الفئران. نتيجة لذلك ، نمت الفئران المعدلة وراثيًا بشكل أسرع وانتهى بها الأمر لتصبح ضعف حجم الفئران العادية. إذا كانت هذه التجربة ذات أهمية نظرية حصرية ، فإن التجارب في كندا لها بالفعل تطبيق عملي واضح. أدخل العلماء الكنديون جينًا من سمكة أخرى إلى المادة الوراثية للسلمون ، والتي نشطت جين هرمون النمو. أدى ذلك إلى نمو السلمون أسرع 10 مرات واكتساب وزنه الطبيعي عدة مرات.

استنساخ.يسمى إنشاء نسخ جينية متعددة لفرد واحد من خلال التكاثر اللاجنسي استنساخ.في عدد من الكائنات الحية ، يمكن أن تحدث هذه العملية بشكل طبيعي ، تذكر التكاثر الخضري في النباتات والتفتت في بعض الحيوانات (§). إذا انفصلت قطعة من شعاع بطريق الخطأ عن نجم البحر ، يتشكل منها كائن حي كامل جديد (الشكل 93). في الفقاريات ، لا تحدث هذه العملية بشكل طبيعي.

أجرى الباحث جوردون أول تجربة ناجحة لاستنساخ الحيوانات في أواخر الستينيات. القرن ال 20 في جامعة أكسفورد. زرع العالم نواة مأخوذة من خلية ظهارة أمعاء ضفدع ألبينو في بويضة غير مخصبة لضفدع عادي ، تم تدمير نواتها سابقًا. من هذه البيضة ، تمكن العالم من زراعة الشرغوف ، والذي تحول بعد ذلك إلى ضفدع ، والذي كان نسخة طبق الأصل من ضفدع ألبينو. وهكذا ، لأول مرة تبين أن المعلومات الواردة في نواة أي خلية كافية لتطوير كائن حي كامل.

أدت الدراسات اللاحقة في اسكتلندا عام 1996 إلى الاستنساخ الناجح للأغنام دوللي من الخلايا الظهارية للثدي (الشكل 94).

يبدو أن الاستنساخ طريقة واعدة في تربية الحيوانات. على سبيل المثال ، عند تربية الماشية ، يتم استخدام التقنية التالية. في مرحلة مبكرة من التطور ، عندما تكون خلايا الجنين غير متخصصة بعد ، ينقسم الجنين إلى عدة أجزاء. من كل جزء يتم وضعه في أم حاضنة (بديلة) ، يمكن أن يتطور عجل كامل. بهذه الطريقة ، يمكنك إنشاء العديد من النسخ المتطابقة لحيوان واحد بصفات قيمة.

أرز. 93. تجديد نجم البحر من شعاع واحد

أرز. 94. استنساخ النعجة دوللي

لأغراض خاصة ، يمكن أيضًا استنساخ الخلايا المفردة ، مما يؤدي إلى إنشاء مزارع نسيجية ، في الوسائط الصحيحة ، يمكن أن تنمو إلى أجل غير مسمى. تعمل الخلايا المستنسخة كبديل لحيوانات المختبر ، حيث يمكن استخدامها لدراسة التأثيرات على الكائنات الحية للمواد الكيميائية المختلفة ، مثل الأدوية.

يستخدم استنساخ النبات ميزة فريدة للخلايا النباتية. في أوائل الستينيات. القرن ال 20 لأول مرة ، تبين أن الخلايا النباتية ، حتى بعد بلوغ النضج والتخصص ، في ظل ظروف مناسبة ، قادرة على إنتاج نبات كامل (الشكل 95). لذلك ، فإن الأساليب الحديثة في هندسة الخلايا تجعل من الممكن إجراء تكاثر النباتات على المستوى الخلوي ، أي اختيار ليس نباتات بالغة ذات خصائص معينة ، ولكن الخلايا ، التي تُزرع منها نباتات كاملة.

أرز. 95- مراحل استنساخ النباتات (مثل الجزر)

الجوانب الأخلاقية لتطوير التكنولوجيا الحيوية.يطرح استخدام التقنيات الحيوية الحديثة العديد من الأسئلة الجادة على البشرية. هل يمكن أن يهاجر الجين الذي يتم إدخاله في نباتات الطماطم المعدلة وراثيًا ويندمج في جينوم ، على سبيل المثال ، البكتيريا التي تعيش في أمعاء الإنسان عند تناول الثمار؟ هل يمكن لمحصول معدل وراثيا مقاوم لمبيدات الأعشاب والأمراض والجفاف وعوامل الإجهاد الأخرى ، عند التلقيح المتبادل مع النباتات البرية ذات الصلة ، نقل نفس الخصائص إلى الأعشاب الضارة؟ ألن ينتج عن ذلك "أعشاب خارقة" من شأنها أن تملأ الأراضي الزراعية بسرعة كبيرة؟ هل ستنتهي زريعة السلمون العملاقة بالصدفة في عرض البحر ، وهل سيؤدي ذلك إلى الإخلال بالتوازن في التجمعات الطبيعية؟ هل جسم الحيوانات المعدلة وراثيا قادر على تحمل العبء الذي ينشأ فيما يتعلق بوظيفة الجينات الأجنبية؟ وهل للإنسان الحق في إعادة صنع الكائنات الحية لمصلحته؟

تتم مناقشة هذه القضايا والعديد من القضايا الأخرى المتعلقة بتكوين كائنات معدلة وراثيًا على نطاق واسع من قبل الخبراء والجمهور في جميع أنحاء العالم. تزعم الهيئات واللجان التنظيمية الخاصة التي تم إنشاؤها في جميع البلدان أنه على الرغم من المخاوف القائمة ، لم يتم تسجيل أي آثار ضارة للكائنات المعدلة وراثيًا على الطبيعة.

في عام 1996 ، اعتمد مجلس أوروبا اتفاقية حقوق الإنسان في استخدام تقنيات الجينوم في الطب. تركز الوثيقة على أخلاقيات استخدام هذه التقنيات. يقال أنه لا يمكن التمييز ضد أي فرد على أساس المعلومات حول ميزات الجينوم الخاص به.

يمكن أن يكون لإدخال مادة وراثية غريبة في الخلايا البشرية عواقب سلبية. يمكن أن يؤدي الإدخال غير المنضبط للحمض النووي الغريب في أجزاء معينة من الجينوم إلى تعطيل الجينات. خطر استخدام العلاج الجيني عند العمل مع الخلايا الجرثومية أعلى بكثير من استخدام الخلايا الجسدية. عندما يتم إدخال التركيبات الجينية في الخلايا الجرثومية ، قد يحدث تغيير غير مرغوب فيه في جينوم الأجيال القادمة. لذلك ، في الوثائق الدولية لليونسكو ومجلس أوروبا ومنظمة الصحة العالمية (WHO) ، تم التأكيد على أن أي تغيير في الجينوم البشري يمكن أن يتم فقط على الخلايا الجسدية.

ولكن ربما تثار أخطر الأسئلة فيما يتعلق بالاستنساخ البشري الممكن نظريًا. البحث في مجال الاستنساخ البشري محظور الآن في جميع البلدان لأسباب أخلاقية في المقام الأول. إن تكوين الإنسان كشخص لا يقوم على الوراثة فقط. يتم تحديدها من قبل الأسرة والبيئة الاجتماعية والثقافية ، وبالتالي ، مع أي استنساخ ، من المستحيل إعادة تكوين شخصية ، كما أنه من المستحيل إعادة إنتاج جميع شروط التنشئة والتعليم التي شكلت شخصية نموذجها الأولي (نواة المتبرع). تدين جميع الطوائف الدينية الرئيسية في العالم أي تدخل في عملية التكاثر البشري ، وتصر على أن الحمل والولادة يجب أن يحدثا بشكل طبيعي.

أثارت تجارب استنساخ الحيوانات عددًا من الأسئلة الجادة للمجتمع العلمي ، والتي يعتمد على حلها مواصلة تطوير هذا المجال العلمي. لم تكن النعجة دوللي هي النسخة الوحيدة التي حصل عليها العلماء الاسكتلنديون. كان هناك عدة عشرات من الحيوانات المستنسخة ، ونجت دوللي فقط. في السنوات الأخيرة ، أتاحت التحسينات في تقنيات الاستنساخ زيادة نسبة الحيوانات المستنسخة الباقية على قيد الحياة ، لكن معدل وفياتها لا يزال مرتفعًا للغاية. ومع ذلك ، هناك مشكلة أكثر خطورة من وجهة نظر علمية. على الرغم من ولادة دوللي المنتصرة ، إلا أن عمرها البيولوجي الحقيقي والمشاكل الصحية المرتبطة بها وموتها المبكر نسبيًا ظل غير واضح. وفقًا للعلماء ، فإن استخدام نواة خلية لأغنام متبرع مسن يبلغ من العمر ست سنوات أثر على مصير وصحة دوللي.

من الضروري زيادة جدوى الكائنات المستنسخة بشكل كبير ، لمعرفة ما إذا كان استخدام طرق معينة يؤثر على متوسط ​​العمر المتوقع للحيوانات وصحتها وخصوبتها. من المهم جدًا تقليل مخاطر حدوث خلل في نمو البويضة المعاد بناؤها.

أدى الإدخال النشط للتقنيات الحيوية في الطب وعلم الوراثة البشرية إلى ظهور علم خاص - أخلاقيات علم الأحياء. أخلاقيات علم الأحياء- علم الموقف الأخلاقي تجاه جميع الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان.تأتي الأخلاق الآن في المقدمة. هذه الوصايا الأخلاقية التي استخدمها الجنس البشري لقرون ، للأسف ، لا توفر فرصًا جديدة أتى بها العلم الحديث إلى الحياة. لذلك ، يحتاج الناس إلى مناقشة واعتماد قوانين جديدة تأخذ في الاعتبار حقائق الحياة الجديدة.

مراجعة الأسئلة والواجبات

1. ما هي التكنولوجيا الحيوية؟

2. ما هي المشاكل التي تحلها الهندسة الوراثية؟ ما هي التحديات المرتبطة بالبحث في هذا المجال؟

3. لماذا تعتقد أن اختيار الكائنات الحية الدقيقة له أهمية قصوى حاليًا؟

4. أعط أمثلة على الإنتاج الصناعي واستخدام نفايات الكائنات الحية الدقيقة.

5. ما تسمى الكائنات الحية المعدلة وراثيا؟

6. ما هي ميزة الاستنساخ على طرق التربية التقليدية؟

قضايا للمناقشة

فصل "الكائن الحي"

"الجسد كل واحد. تنوع الكائنات الحية "

1. لماذا تعتقد أن العلم لا يزال لا يعرف العدد الدقيق لأنواع الكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا؟

2. في أي كائنات حية توجد عضيات ذات أغراض خاصة؟ ما هي الوظائف التي يؤدونها؟

3. النظر فيما إذا كانت الكائنات متعددة الخلايا قد تفتقر إلى الأنسجة والأعضاء.

"التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة"

1. كيف يتم التمثيل الضوئي ومشكلة توفير الغذاء لسكان الأرض؟

2. اشرح لماذا يؤدي تناول الكثير من الطعام إلى السمنة.

3. لماذا لا يوجد تبادل الطاقة بدون التبادل البلاستيكي؟

5. أعط أمثلة على استخدام السمات الأيضية للكائنات الحية في الطب والزراعة والصناعات الأخرى.

"استنساخ"

1. ما هي برأيك ميزة الإخصاب المزدوج في كاسيات البذور مقارنة بالإخصاب في عاريات البذور؟

2. لماذا لا يتم تقسيم الشخصيات في نسل الهجينة أثناء التكاثر الخضري؟

3. فكر في الفرق بين التكاثر الخضري الطبيعي والاصطناعي.

4. تطور الكائن الحي من بويضة غير مخصبة. هل صفاته الوراثية هي نسخة طبق الأصل من صفات جسد الأم؟

5. ما هو شكل التكاثر الذي تعتقد أنه يوفر أفضل قدرة على التكيف مع التغيرات البيئية؟

"التنمية الفردية (تطور الجنين)"

1. لماذا تتشكل الأنسجة والأعضاء المختلفة ذات الخصائص المختلفة من الخلايا الجرثومية المتكافئة في بداية التطور؟

2. ما هي أهمية التطور مع التحول في التكيف مع ظروف الحياة؟

3. ما هي أهمية إطالة فترة ما قبل الإنجاب في تطور الإنسان؟

4. لأي كائنات يتطابق مفهوما "دورة الخلية" و "التكوّن"؟

"الوراثة والتنوع"

1. ما هي ميزة ثنائية الصبغية على الحالة الفردية؟

2. يؤلف وحل مسائل التهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين.

3. تحتوي الميتوكوندريا على دنا ، تقوم جيناته بتشفير تخليق العديد من البروتينات اللازمة لبناء وعمل هذه العضيات. فكر في كيفية وراثة هذه الجينات خارج النواة.

4. اشرح من وجهة نظر علم الوراثة سبب وجود العديد من المصابين بعمى الألوان بين الرجال أكثر من النساء.

5. برأيك ، هل يمكن أن تؤثر العوامل البيئية على تطور كائن حي يحمل طفرة قاتلة؟

6. ما نوع التجربة التي تقترح إعدادها لإثبات التكييف الجيني للاستجابات السلوكية؟

7. ما هو برأيك خطر الزيجات وثيقة الصلة؟

8. فكر في خصوصية دراسة وراثة السمات في البشر.

9. لماذا النشاط الاقتصادي البشري يزيد من تأثير الطفرات في البيئة؟

10. هل يمكن أن يتجلى التباين التوليفي في غياب العملية الجنسية؟

أساسيات الاختيار. التكنولوجيا الحيوية "

1. ما هي أوجه الشبه والاختلاف بين طرق تربية النبات والحيوان؟

2. لماذا تحتاج كل منطقة إلى أصنافها الخاصة من النباتات والحيوانات؟

3. من بين الأنواع المتنوعة من الحيوانات التي تعيش على الأرض ، اختار الإنسان أنواعًا قليلة نسبيًا للتدجين. كيف تعتقد أن هذا موضح؟

4. لا يستمر التباين في الأجيال اللاحقة عادة ، بل يتلاشى. لماذا يحدث هذا؟

5. برأيك ، هل يمكن استخدام الانتقاء الجماعي في تربية الحيوانات؟ أثبت رأيك.

6. ما هي أهمية تربية النبات لمعرفة مراكز منشأ النباتات المزروعة؟

7. ما هي آفاق تنمية الاقتصاد الوطني التي تتيح استخدام الحيوانات المعدلة وراثيا؟

8. هل تستطيع البشرية الحديثة الاستغناء عن التكنولوجيا الحيوية؟

<<< Назад

إلى الأمام >>>

يفكر!

1. لماذا لا يتم تقسيم الشخصيات في نسل الهجينة أثناء التكاثر الخضري؟

3. ما هو شكل التكاثر الذي تعتقد أنه يوفر أفضل قدرة على التكيف مع التغيرات البيئية؟

الخلايا المتخصصة مطلوبة للتكاثر الجنسي. الأمشاج ،تحتوي على مجموعة واحدة (أحادية العدد) من الكروموسومات. عندما يتم دمجهم (تخصيبهم) ، يتم تشكيل مجموعة ثنائية الصبغيات ، حيث يحتوي كل كروموسوم على زوج - كروموسوم متماثل. في كل زوج من الكروموسومات المتجانسة ، يتم تلقي كروموسوم واحد من الأب ، والثاني من الأم.

عملية تكوين الخلايا الجرثومية - تكوين الأمشاج- عائدات في أعضاء خاصة - الغدد الجنسية. في معظم الحيوانات ، تتشكل الخلايا الجنسية الذكرية (الحيوانات المنوية) في الخصيتين ، الأمشاج الأنثوية (البيض) - في المبايض. تطوير البويضة يسمى تكوين البويضاتوالحيوانات المنوية تكوين الحيوانات المنوية.

■ هيكل الخلايا الجرثومية. البويضات هي خلايا مستديرة كبيرة الحجم وغير متحركة. في بعض الأسماك والزواحف والطيور تحتوي على كمية كبيرة من العناصر الغذائية على شكل صفار ويتراوح حجمها من 10 مم إلى 15 سم ، أما بيض الثدييات ، بما في ذلك الإنسان ، فهو أصغر بكثير (0.1-0.3 مم) وعمليًا لا يحتوي على صفار.

الحيوانات المنوية- الخلايا الصغيرة المتنقلة ، يبلغ طولها في البشر حوالي 60 ميكرونًا فقط. في الكائنات الحية المختلفة ، تختلف في الشكل والحجم ، ولكن كقاعدة عامة ، كل الحيوانات المنوية لها رأس وعنق وذيل ، مما يضمن حركتها. يوجد في رأس الحيوان المنوي النواة التي تحتوي على الكروموسومات. تتركز الميتوكوندريا في الرقبة ، والتي تزود الحيوانات المنوية المتحركة بالطاقة.

تم وصف Spermatozoa لأول مرة من قبل عالم الطبيعة الهولندي A. Leeuwenhoek في عام 1677. كما قدم هذا المصطلح - الحيوانات المنوية (من اليونانية ، الحيوانات المنوية - البذور والحيوان - كائن حي) ، أي بذرة حية. تم اكتشاف بيضة الثدييات في عام 1827 من قبل العالم الروسي K.M Baer.

■ تكوين الخلايا الجرثومية. ينقسم تطور الخلايا الجرثومية إلى عدة مراحل: التكاثر ، والنمو ، والنضج ، وفي عملية تكوين الحيوانات المنوية ، تتميز أيضًا مرحلة التكوين.

مرحلة التكاثر. في هذه المرحلة ، تنقسم الخلايا التي تشكل جدران الغدد التناسلية بنشاط عن طريق الانقسام ، وتشكل خلايا جرثومية غير ناضجة. تبدأ هذه المرحلة عند الرجال مع بداية سن البلوغ وتستمر تقريبًا مدى الحياة. في النساء ، يكتمل تكوين الخلايا الجرثومية الأولية حتى في الفترة الجنينية ، أي أن إجمالي عدد البويضات التي تنضجها المرأة أثناء فترة الإنجاب يتم تحديدها بالفعل في مرحلة مبكرة من نمو الجسد الأنثوي. في مرحلة التكاثر ، تكون الخلايا الجرثومية الأولية ، مثل جميع خلايا الجسم الأخرى ، ثنائية الصبغة.

مرحلة النمو.في مرحلة النمو ، والتي يتم التعبير عنها بشكل أفضل بكثير في تكوين البويضات ، هناك زيادة في سيتوبلازم الخلايا ، وتراكم المواد الضرورية وتضاعف الحمض النووي (مضاعفة الكروموسومات).

مرحلة النضج. المرحلة الثالثة هي الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي - هذه طريقة خاصة لتقسيم الخلية ، تؤدي إلى خفض عدد الكروموسومات إلى النصف وإلى انتقال الخلية من حالة ثنائية الصبغيات إلى حالة أحادية العدد.

الأمشاج المستقبلية في مرحلة النضج تنقسم مرتين. تحتوي الخلايا التي تبدأ الانقسام الاختزالي على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات المضاعفة بالفعل. في عملية الانقسام الانتصافي ، يتم تشكيل أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصبغيات.

يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين يسبقهما تكرار واحد للحمض النووي يتم إجراؤه خلال مرحلة النمو. في كل قسم من الانقسام الاختزالي ، يتم تمييز أربع مراحل ، والتي تتميز أيضًا بالانقسام الفتيلي (الطور ، الطور ، الطور ، الطور النهائي) ، لكنها تختلف في بعض الميزات.

إن الطور الأول للتقسيم الانتصافي الأول (الطور الأول) أطول بكثير من طور الانقسام الفتيلي. في هذا الوقت ، تتصاعد الكروموسومات المضاعفة ، والتي يتكون كل منها بالفعل من كروماتيدات شقيقتين ، وتكتسب حجمًا مضغوطًا. ثم يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة بالتوازي مع بعضها البعض ، وتشكل ما يسمى ثنائية التكافؤ ، أو رباعي التكافؤ ، وتتكون من اثنين من الكروموسومات (أربعة كروماتيدات). بين الكروموسومات المتجانسة ، يمكن أن يحدث تبادل للمناطق المتجانسة المقابلة ، مما سيؤدي إلى إعادة تجميع المعلومات الوراثية وتشكيل مجموعات جديدة من جينات الأب والأم في كروموسومات الأمشاج المستقبلية. بحلول نهاية الطور الأول ، يتم تدمير الغلاف النووي.

في الطورتوجد كروموسومات متجانسة في أزواج على شكل ثنائي التكافؤ ، أو رباعي التكافؤ ، في المستوى الاستوائي للخلية ، وخيوط المغزل متصلة بوسطها.

في الطورأنا كروموسومات متجانسة من ثنائي التكافؤ (رباعي التكافؤ) تتباعد نحو القطبين. ونتيجة لذلك ، يدخل واحد فقط من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة في كل من الخليتين الناتجتين - ينخفض ​​عدد الكروموسومات إلى النصف ، وتصبح مجموعة الكروموسومات أحادية العدد. ومع ذلك ، لا يزال كل كروموسوم يتكون من كروماتيدات شقيقتين.

في الطور النهائيأنا ، تتشكل الخلايا التي تحتوي على مجموعة الصبغيات الفردية وكمية مضاعفة من الحمض النووي.

بعد فترة قصيرة من الزمن ، تبدأ الخلايا في الانقسام الانتصافي الثاني ، والذي يستمر مثل الانقسام الفتيلي النموذجي ، ولكنه يختلف في أن الخلايا المتورطة فيه أحادية العدد.

في الطورثانياً ، تم تدمير الغلاف النووي. في الطور الاستوائي ، تصطف الكروموسومات في المستوى الاستوائي للخلية ، وتتصل ألياف المغزل بوسط الكروموسومات. في الطورتنقسم القسيمات المركزية الثانية التي تربط الكروماتيدات الشقيقة ، وتصبح الكروماتيدات صبغيات ابنة مستقلة وتتباعد إلى أقطاب مختلفة من الخلية. Telophase IIيكمل القسم الثاني من الانقسام الاختزالي.

نتيجة للانقسام الاختزالي ، من خلية ثنائية ثنائية أولية تحتوي على جزيئات DNA مضاعفة ، يتم تكوين أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية ، يتكون كل كروموسوم منها من جزيء DNA واحد.

أثناء تكوين الحيوانات المنوية في مرحلة النضج ، نتيجة للانقسام الاختزالي ، يتم تكوين أربع خلايا متطابقة - سلائف الحيوانات المنوية ، والتي تكتسب في مرحلة التكوين المظهر المميز للحيوان المنوي الناضج وتصبح متحركة.

يبدأ تكوين الحيوانات المنوية عند الرجال عند سن البلوغ. مدة جميع مراحل تكوين الحيوانات المنوية الأربع حوالي 80 يومًا. تتشكل كمية كبيرة من الحيوانات المنوية في جسم الرجل مدى الحياة - تصل إلى 10 10.

تتميز الانقسامات الانتصافية في تكوين البويضات بعدد من الميزات. ينتهي الطور الأول حتى في الفترة الجنينية ، أي بحلول الوقت الذي تولد فيه الفتاة ، يكون جسدها بالفعل مجموعة كاملة من بيض المستقبل. تستمر الأحداث المتبقية للانقسام الاختزالي فقط بعد سن البلوغ في الأنثى. كل شهر ، في أحد مبيض المرأة ، تستمر إحدى الخلايا التي توقفت عن الانقسام في النمو.

نتيجة للتقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، تتشكل خلية كبيرة - مقدمة البيضة وجسم قطبي صغير يسمى ، يدخلان القسم الثاني للانقسام الاختزالي. في مرحلة الطور الثاني ، تبيض مقدمة البويضة ، أي أنها تترك المبيض في التجويف البطني ، حيث تدخل قناة البيض. في حالة حدوث الإخصاب ، يتم الانتهاء من الانقسام الانتصافي الثاني - يتم تكوين بويضة ناضجة وجسم قطبي ثان. إذا لم يحدث الاندماج مع الحيوانات المنوية ، فإن الخلية التي لم تنته من الانقسام تموت وتخرج من الجسم.

تعمل الأجسام القطبية على إزالة المواد الوراثية الزائدة وإعادة توزيع العناصر الغذائية لصالح البويضة. بعض الوقت بعد الانقسام يموتون.

على الرغم من حقيقة أنه يتم وضع الكثير من البيض في جنين الأنثى ، إلا أن القليل منها فقط ينضج. خلال فترة الإنجاب ، أي عندما تكون المرأة قادرة على الإنجاب ، تتشكل أخيرًا حوالي 400 بويضة.

■ أهمية تكوين الأمشاج. أثناء عملية التكوُّن الجيني ، تتشكل الخلايا الجرثومية التي تحتوي على مجموعة الصبغيات أحادية الصبغيات ، مما يجعل من الممكن استعادة عدد الكروموسومات المميزة للأنواع أثناء الإخصاب. في حالة عدم وجود الانقسام الاختزالي ، فإن اندماج الأمشاج سيضاعف عدد الكروموسومات في كل جيل متتالي ناتج عن التكاثر الجنسي. هذا لا يحدث ، بسبب وجود عملية خاصة - الانقسام الاختزالي ، يتم خلالها تقليل عدد الكروموسومات ثنائية الصبغيات (2 لتر) إلى أحادي العدد (1 لتر) ، أي أن الدور البيولوجي للانقسام الاختزالي هو الحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات في عدد من الأجيال من الأنواع.

الظروف البيئية غير المواتية (الصقيع ، الجفاف ، قلة الرطوبة ، الضوء ، انخفاض محتوى الأكسجين المذاب في الماء ، إلخ) تعيق الأداء الطبيعي للكائنات الحية. في حالة الصقيع الشديد ، يزداد احتمال الموت بين الحيوانات التي تعيش في التربة (حيوانات الخُلد ، ديدان الأرض). في الشتاء ، مع نقص الأكسجين المذاب في الماء ، تموت الحيوانات المائية والأسماك. تحمل الرياح بذور النباتات إلى الأماكن غير المواتية ولا تنبت. الكائنات الحية غير المعدلة لا تترك ذرية. من دورة الصف العاشر ، من المعروف أن التباين هو خاصية مميزة لجميع الكائنات الحية. يسمى التغيير في الكائنات الحية تحت تأثير الظروف البيئية تغير التعديل ، ويسمى التغيير في الجينات والكروموسومات التباين الطفري. أحيانًا ما يسمى تقلب التعديل بالتغير غير الوراثي. يتم تحديد تطور النمط الظاهري للكائن الحي من خلال تفاعل أساسه الوراثي - التركيب الوراثي - مع ظروف البيئة الخارجية. مع نفس النمط الجيني ، ولكن في ظل ظروف تنموية مختلفة ، يمكن أن تختلف علامات الكائن الحي (النمط الظاهري) بشكل كبير. من خلال تعديل التباين ، يزيد العديد من الأفراد من القدرة على التكيف مع البيئة ، والتي يمكن أن تكون مهمة للحفاظ على الأنواع وازدهارها.
يحدث تقلبات التعديل في الكائنات الحية من جميع الأنواع تحت تأثير الظروف المعيشية الجديدة ، ولكنها ليست موروثة. تكمن أسباب ذلك في التغيير في علامات الأحفاد في الظروف البيئية الجديدة وتشكيل اللياقة فيها. الطفرة - تنوع الكائنات الحية الفردية المرتبطة بتغيير في النمط الجيني. لذلك ، فإن الطفرات وراثية وليس لها خصائص متكيفة.
الانتقاء الطبيعي في الطبيعة مستمر منذ قرون. تظهر العلامات الجديدة فقط في الكائنات الحية التي تتكيف مع ظروف الطبيعة. تتكون علاقة (وحدة) بين الكائن الحي والبيئة. عرّف داروين الانتقاء الطبيعي بأنه الحفاظ على الأفراد الأصلح وتكاثرهم وموت الأقل لياقة.
ضع في اعتبارك أمثلة على صراع الكائنات الحية مع الظروف البيئية المعاكسة. كما تعلم ، يكون الطقس في المرتفعات باردًا ، مع رياح عاتية في الصيف ، والراحة غير منتظمة وجبلية وتلال. تعمل الرياح المستمرة على تجفيف التربة وتقليل الرطوبة. نباتات الأماكن الجبلية منخفضة القرفصاء. بسبب الرياح المستمرة ، جميع أنواع النباتات (الأشجار ، الشجيرة ، العشب) صغيرة الحجم. تنتشر فروع الشجيرات المتشابكة بكثافة على طول الأرض. الحيوانات تتشبث بالحجارة. تغني الطيور المغردة وهي جالسة على الأرض. الفراشات تطير على ارتفاع منخفض. تمتص أجنحتها الداكنة القاتمة الحرارة جيدًا. لا تنسج العناكب أنسجة العنكبوت ، لكنها تختبئ تحت الحجارة ، في شقوق التربة ، تعيش في جحور قديمة. تتكيف الكائنات الحية أيضًا بطرق مختلفة مع التضاريس المفتوحة في السهوب.
على سبيل المثال ، على الرغم من حقيقة أن جذور النباتات متطورة بشكل جيد ، فإن شفرات أوراقها رقيقة. يتغلغل نظام جذر عشب الريش ، وهو نبات نموذجي في مناطق السهوب ، في عمق التربة ، وتشكل الأعضاء الموجودة فوق سطح الأرض شجيرة. يتراكم الثلج بين سيقان هذه الأدغال في الشتاء ، مما يحافظ على الرطوبة ، وفي الربيع يزود النبات بالرطوبة. مع بداية الحرارة ، يمكن أن تلتف شفرات الأوراق الرقيقة للنبات مع الجانب الثغري إلى الداخل ، ويقل التبخر.
جميع أعضاء نباتات الأماكن القاحلة مغطاة بشعر ناعم وصغير ولامع ، بحيث يكون لونها رمادي فاتح. الحماية من التبخر وأشعة الشمس هي تلطخ ناعم للأوراق مع طلاء الشمع. في الظروف الحارة ، لا تعيش النباتات ذات الأوراق الخضراء الكبيرة وأنظمة الجذر الحساسة نتيجة الانتقاء الطبيعي.
نباتات الموائل الجافة قادرة على تجميع كميات كبيرة من الماء في أنسجتها للحفاظ على الحياة. على سبيل المثال ، نبات الصبار المنزلي (الوطن - أمريكا الجنوبية) له جذع عصاري ، حيث تتراكم الرطوبة فيه. تحتوي بعض أنواع الصبار على 96٪ ماء. يحتوي الصبار الذي يبلغ ارتفاعه 20 مترًا على ما يصل إلى 3 آلاف لتر من الماء. يتم تعديل أوراقها إلى أشواك ، وتقع الثغور في الساق. في الوقت نفسه ، تؤدي الأوراق وظيفة الحماية والساق - الاستيعاب. مع نقص الرطوبة ، تزهر زهور التوليب في وقت مبكر جدًا من الربيع وفي وقت قصير تنضج ثمارها وبذورها. بعد تجفيف الأعضاء الموجودة فوق سطح الأرض ، تتراكم الرطوبة والمواد الغذائية في المصابيح ، والتي تُستخدم مرة أخرى في الربيع لتنمية الشتلات. تتراكم Stonecrop ، rhodiola ، aloe إمدادات المياه في الأوراق. يتغلغل نظام جذر الساكسول في عمق المياه الجوفية. مع قلة الرطوبة ، يتخلص الساكسول من براعم الشباب ، مما يساعد على تقليل التبخر. أثناء الحرارة الشديدة لأوكالبتوس ، تتحول أوراق الكاراغانا من الحافة إلى الحافة نحو الضوء. ثمار التفاح ، البرقوق ، العنب ، أوراق الكرنب ، الحجارة ، اللبخ مغطاة بطبقة شمعية مقاومة للماء. طبقة الفلين الموجودة تحت لحاء الأشجار (البلوط ، البتولا ، إلخ) تحمي من الرطوبة وتغيرات درجات الحرارة. يتم عرض أنواع النضال من أجل الوجود في الشكل. 20.

أرز. 20. النضال من أجل الوجود وأشكاله: 1 - مالك الحزين (صراع غير محدد). 2 - متسابق يضع بيضة في كاتربيلر (صراع بين الأنواع) ؛ 3 - شجرة اليوكا ، تنمو في صحاري المكسيك الحارة ، حيث لا تهطل أكثر من 125 ملم من الأمطار سنويًا (مكافحة الظروف المعيشية المعاكسة)
اقرأ الأسئلة وأجب عن نوع الاختيار ؛ أدخل الإجابات بحروف كبيرة: "E" - الانتقاء الطبيعي ، "I" - الانتقاء الاصطناعي.

من بين الحيوانات ، تبقى أيضًا الأكثر تكيفًا مع الظروف البيئية. غوفر ، السلاحف في السبات الشتوي في الصيف. لوحظ السبات الصيفي فيها عند درجات حرارة عالية جدًا وانخفاض في رطوبة الهواء. لذا ، فإن بعض أنواع السلاحف تخزن الماء في المثانة ، والتي إذا لزم الأمر تنتقل إلى الدم. تخزن الحيوانات الدهون في السنام (الجمل) والذيل (أنواع من الجربوع) ، حيث ينتج عن أكسدة المياه الأيضية. يشير نقص الرطوبة إلى عامل مادي. الانتقاء ينظم قدرة الكائنات الحية على التكيف ، ويضمن الحفاظ على الأفراد الأكثر ديمومة واختفاء الضعفاء.
في الأماكن المشبعة بالمياه ، يسير الاختيار في اتجاه مختلف. في غابات الأمازون المطيرة ، هناك فيضانات عرضية. أثناء الفيضان ، تتسلق الثدييات التي تعيش هناك إلى قمة الشجرة ، وبالتالي تحافظ على حياتها. لا يظهر التكيف مع البيئة على الفور. نتيجة الانتقاء الطبيعي ، تنتقل الخصائص الشخصية للكائن الحي تدريجياً من جيل إلى جيل.

تقلبية تعديل (غير وراثية). التباين الطفري (الوراثي).

1. قم بتسمية الظروف غير المواتية للطبيعة.
2. أعط أمثلة على النباتات والحيوانات التي تكيفت مع ظروف الارتفاعات العالية.

1. كيف تتكيف النباتات مع التضاريس المسطحة؟
2. اشرح كيف تحمي النباتات الصحراوية نفسها من الظروف البيئية المعاكسة.
3. قم بتسمية الحيوانات التي تسبت في الصيف ، واشرح الأسباب.
4. قارن بين الانتقاء الطبيعي والاصطناعي.

1. في عملية الاختيار ، يزداد تحمل الكائن الحي.
2. العلامات الجديدة ضارة بالجسم.
3. ينشأ من تطوير إنتاج المحاصيل وتربية الحيوانات.
4. والنتيجة هي نوع جديد.
5. نتيجة لذلك ، يتم الحصول على السلالات والأصناف.
6. العملية بطيئة وغير محسوسة.
7. من المخطط تغيير الميزات الضرورية.
8. هذه العملية مستمرة منذ نشأة الحياة على الأرض.
9. العلامات الجديدة والناشئة مفيدة للجسم.

أجب عن الأسئلة التالية لتوحيد نتائج العمل المخبري:

لماذا البراعم ليست متماثلة وليست كلها تنبت؟

1. كيف يتكيف الصبار مع الظروف البيئية المعاكسة؟

ماهو السبب؟

1. ما هي ملامح الصبار وكيف يختلف عن الصبار؟
2. من خلال أي علامات وتغيرات في نباتات الموائل الجافة (zhuzgun ، saxaul ، shingil) يمكن للمرء تحديد نوع نضالهم ضد الضار
   الظروف البيئية؟