Прокариоты и эукариоты, важнейшие различия

Эмбриональное и постэмбриональное развитие -онтогенез); основные этапы индивидуального развития многоклеточных животных,

Основные закономерности передачи наследственных свойств (законы Г. Менделя, правило Т.Моргана).

Изменчивость и наследственность, хранение и передача наследственных свойств организмов.

Генетика, основные понятия (ген, геном, генотип, фенотип, кариотип, генофонд)

Ген – определенная последовательность ДНК или РНК, которая отвечает за образование единичной полипептидной цепи.

Геном – совокупность всех генов, содержащихся в гаплоидном наборе.

Генотип – совокупность всех генов двойного или более набора.

Фенотип – совокупность всех проявленных признаков организма, которые сформировались в процессе его индивидуального развития.

Кариотип - совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам.

Генофонд – совокупность генов и их аллелей группы организмов

Наследственность – Это важнейшая особенность живых организмов, заключающаяся в способности передавать свои свойства и функции от родителей к потомкам. Эта передача осуществляется с помощью генов.

Изменчивость — свойство живых организмов существовать в различных формах. И. может возникать в группах организмов в ряду поколений, наблюдаться в процессе индивидуального развития или возникать под действием средовых условий.

Хранение, воспроизведение и передача наследственной информации происходит посредством дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот, индивидуальная совокупность которых образовывает генотип. Под его контролем находятся морфологические, биохимические, физиологические признаки организма. Но проявление этих признаков в индивиде зависит от конкретных условий индивидуального развития.

Законы Менделя — это принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя.

Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Закон расщепления (второй закон Менделя) — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Закон Т. Моргана: Отклонение от независимого распределения признаков при наследовании означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, или сцепленно (закон Т. Моргана). Группы генов, расположенных в одной хромосоме, составляют группу сцепления. Сцепленные гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Число групп сцепления соответствует числу пар хромосом, т.е. гаплоидному набору.

Онтогенез – весь период жизни особи от зиготы до смерти организма (жизненный цикл). Онтогенез представляет собой последовательную реализацию генетической информации, полученной от родителей. Онтогенез включает в себя два периода – эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональное развитие – промежуток времени от первого деления зиготы до выхода из яйца или рождения молодой особи у животных и до произрастания семян у растений. У большинства многоклеточных животных эмбриональное развитие проходит по единому плану и включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и органогенез.

В постэмбриональном или послезародышевом периоде осуществляются формообразовательные процессы, определяемые, прежде всего, генотипом организма, а также факторами внешней среды. Различают два способа постэмбрионального развития – прямое: рождающийся организм имеет все основные органы, свойственные взрослому животному (рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), и непрямое: эмбриональное развитие приводит к образованию личинки, которая по внешним и внутренним признакам значительно отличается от взрослого организма (плоские и кольчатые черви, ракообразные, насекомые, земноводные). Личиночный тип постэмбрионального развития является для некоторых видов животных причиной наличия различных сред обитания, расширения ареала распространения.

Индивидуальное развитие завершается старением и смертью. При старении происходят значительные физиологические изменения, резкое снижение активности иммунной системы, что приводит к общему снижению жизненных процессов и устойчивости организма к заболеваниям.

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный).

Гаструляция (впячивание) — гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции, клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.

Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.

Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, различных червей.

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Прокариоты – организмы, не имеющие оформленного клеточного ядра, покрытого оболочкой, и типичного хромосомного аппарата. У них имеется единственная многократно перекрученная кольцевая молекула ДНК в комплексе с немногими молекулами белка, которую иногда тоже называют хромосомой. К прокариотам относятся две основные группы микроорганизмов – настоящие бактерии и архебактерии. Часто к прокариотам относят вирусы. Прокариоты играют огромную роль во всей биосфере Земли и, несомненно, были предками эукариот. Полагают, что митохондрии эукариотных клеток произошли от симбиотических прокариот – аэробных бактерий, а хлоропласты высших растений – из таких же симбиотических цианобактерий.

Эукариоты – истинно ядерные организмы, клетки которых имеют оформленное клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой. Для огромного большинства их характерно деление ядра с образованием настоящих хромосом (митоз) и половой процесс, при котором образуются ядра с редуцированным числом хромосом (мейоз). Хромосомы эукариот связаны с особыми, гистоновыми белками. Важная особенность эукариот – наличие в их цитоплазме клеточных органоидов, имеющих свой небольшой геном (совокупность генов) и размножающихся делением. Это митохондрии, а у высших растений – хлоропласты. В надцарство эукариот входят разнообразные простейшие, грибы, животные и растения.